I 1911 gennemførte den newzealandske fysiker Ernest Rutherford sammen med sine samarbejdspartnere et eksperiment, hvor han bombarderede et meget tyndt guldblad med alfapartikler fra polonium (radioaktivt kemisk element), tillod analysen af dette eksperiment Rutherford at nå konklusioner om, at kulminerede i annonceringen af en ny atommodel, hvor han antog, at atomet var sammensat af en tæt, positiv kerne med elektroner i kredsløb din tilbagevenden.
Imidlertid kritiserede klassisk fysik hårdt Rutherfords model, for ifølge Maxwells klassiske elektromagnetisme udsendes en accelereret ladning elektromagnetiske bølger, så en elektron, der roterer rundt om kernen, skal udsende stråling, miste energi og til sidst falde ned i kernen, og vi ved allerede, at den ikke det sker.
I 1914 foreslog den danske fysiker Niels Bohr en model, der blev kendt som Bohr-atom eller Bohr-atommodel, baseret på postulater, der ville løse problemerne med Rutherford-modellen og forklarede, hvorfor elektronerne ikke spiralt ville falde ind i kerne. Som klassisk fysik forudsagde, antog Bohr, at elektroner roterede rundt om kernen i baner. mulig, defineret og cirkulær på grund af den elektriske kraft, som kan beregnes ved hjælp af Coulombs lov af ligningen:
F = ke²
r²
Han kaldte dem stationære baner, desuden udsender elektroner ikke spontant energi, for at hoppe fra en bane til en anden har den brug for at modtage en energifoton, der kan beregnes dermed:
E = Ef - OGjeg = hf
På den måde, medmindre den modtager nøjagtigt den nødvendige energi til at hoppe fra en bane til en anden, længere væk fra kernen, vil elektronen forblive i sin bane på ubestemt tid.
Den energi, der svarer til hver bane, blev beregnet af Bohr, se hvordan vi kan nå det samme resultat:
Den elektriske kraft fungerer som en centripetal kraft, så vi har:
mv² = ke², derefter mv² = ke² (JEG)
r r² r
Elektronens kinetiske energi er givet af E.ç = ½ mv². Hvor får vi det:
OGç = ke²
2. plads
Elektronens potentielle energi gives af: EP = - ke² (II)
r
Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen;)
Den samlede energi vil være: E = Eç + OGP
E = ke² – ke² = - ke² (III)
2r r 2r
Niels Bohr antog yderligere, at produktets mvr skulle være et heltal multiplum (n) af h / 2π, det vil sige:
mvr = hej
2π
med n = 1,2,3 ...
Så vi kan gøre:
v = hej (IV)
2πmr
Ved at erstatte denne værdi i ligning (I) har vi:
m ( hej )² = ke²
2πmr r
mn²h² = ke²
4π²m²r² r
hvilket resulterer i: n²h² = ke²
4π²mr² r
n²h² = ke²
4π²mr
4π²mr = 1
n²h² ke²
Derfor er r = n²h²
4π²mke²
r = h² . n² (V)
4π²mke²
Udskiftning af V i III
OGingen = - 2π² m k²e4 . 1 (SAV)
h² n²
Med ligning (VI) ovenfor er det muligt at beregne elektronens energi i de tilladte baner, hvor n = 1 svarer til den laveste tilstand energi eller jordtilstand, som den kun efterlader, hvis den er ophidset gennem en modtaget foton og hopper til en mere energi, hvor den vil forblive i en ekstremt kort periode, snart vil den vende tilbage til jordtilstanden og udsende en foton af energi. Bohrs atommodel forklarede det monoelektroniske atom af brintbrønd og for flere atomer komplekser, ville der stadig være behov for en ny teori, Schroedinger-teorien, som allerede findes inden for mekanik. kvante.
Af Paulo Silva
Uddannet i fysik
Vil du henvise til denne tekst i et skole- eller akademisk arbejde? Se:
SILVA, Paulo Soares da. "Bohrs Atom"; Brasilien skole. Tilgængelig i: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/atomo-bohr.htm. Adgang til 28. juni 2021.
