1911 führte der neuseeländische Physiker Ernest Rutherford zusammen mit seinen Mitarbeitern ein Experiment durch, bei dem er eine sehr dünne Goldklinge mit Alpha-Teilchen aus Polonium (radioaktives chemisches Element), die Analyse dieses Experiments erlaubte Rutherford zu Schlussfolgerungen, dass gipfelte in der Ankündigung eines neuen Atommodells, bei dem er annahm, dass das Atom aus einem dichten, positiven Kern besteht, in dem Elektronen in. kreisen Ihre Rückkehr.
Die klassische Physik hat Rutherfords Modell jedoch scharf kritisiert, denn nach Maxwells klassischem Elektromagnetismus emittiert eine beschleunigte Ladung elektromagnetische Wellen, also sollte ein Elektron, das sich um den Kern dreht, Strahlung aussenden, Energie verlieren und schließlich in den Kern fallen, und wir wissen bereits, dass dies nicht der Fall ist es passiert.
1914 schlug der dänische Physiker Niels Bohr ein Modell vor, das als Bohr-Atom oder Bohr-Atommodell bekannt wurde. basierend auf Postulaten, die die Probleme des Rutherford-Modells lösen würden, und erklären, warum die Elektronen nicht spiralförmig in die Ader. Wie die klassische Physik vorhersagte, nahm Bohr an, dass sich Elektronen auf Bahnen um den Kern drehen. möglich, definiert und zirkulär aufgrund der elektrischen Kraft, die nach dem Coulomb-Gesetz berechnet werden kann durch der Gleichung:
F = ke²
r²
Er nannte sie stationäre Bahnen, außerdem emittieren Elektronen nicht spontan Energie, um von einer Umlaufbahn in eine andere zu springen, braucht es ein berechenbares Energiephoton so:
E = Ef - UNDich = hf
Auf diese Weise bleibt das Elektron auf unbestimmte Zeit in seiner Umlaufbahn, wenn es nicht genau die Energiemenge erhält, die benötigt wird, um von einer Umlaufbahn in eine andere, weiter vom Kern entfernt, zu springen.
Die jeder Umlaufbahn entsprechende Energie wurde von Bohr berechnet, sehen Sie, wie wir das gleiche Ergebnis erzielen können:
Die elektrische Kraft wirkt als Zentripetalkraft, also gilt:
mv² = ke², dann mv² = ke² (ICH)
r r² r
Die kinetische Energie des Elektrons ist gegeben durch Eç = ½ mv². Woher bekommen wir das:
UNDç = ke²
2.
Die potentielle Energie des Elektrons ist gegeben durch: EP = -ke² (II)
r
Die Gesamtenergie ist: E = Eç + UNDP
E = ke² – ke² = - ke² (III)
2r r 2r
Niels Bohr nahm weiter an, dass das Produkt mvr ein ganzzahliges Vielfaches (n) von h/2π sein sollte, d. h.:
mvr = huh
2π
mit n = 1,2,3...
Wir können also tun:
v = huh (IV)
2πmr
Wenn wir diesen Wert in Gleichung (I) einsetzen, erhalten wir:
m( huh )² = ke²
2πmr r
mn²h² = ke²
4π²m²r² r
was dazu führt: n²h² = ke²
4π²mr² r
n²h² = ke²
4π²mr
4π²mr = 1
n²h² ke²
Daher r = n²h²
4π²mke²
r = h² . n² (V)
4π²mke²
V in III ersetzen
UNDNein = - 2π² m k²e4 . 1 (SAH)
h² n²
Mit der obigen Gleichung (VI) ist es möglich, die Energie des Elektrons in den zulässigen Bahnen zu berechnen, wobei n = 1 dem niedrigsten Zustand entspricht Energie oder Grundzustand, den es nur verlässt, wenn es durch ein empfangenes Photon angeregt wird und zu einem mehr springt Energie, in der es für eine extrem kurze Zeit verharrt, kehrt es bald in den Grundzustand zurück und emittiert ein Photon von Energie. Bohrs Atommodell erklärte das monoelektronische Atom von Wasserstoff gut und für mehr Atome Komplexe wäre noch eine neue Theorie erforderlich, die Schrödinger-Theorie, die bereits in den Gebieten der Mechanik liegt. Quantum.
Von Paulo Silva
Abschluss in Physik