1911. aastal viis Uus-Meremaa füüsik Ernest Rutherford koos kaastöötajatega läbi katse, milles ta pommitas väga õhukest kullatera polooniumi (radioaktiivse keemilise elemendi) alfaosakesed, võimaldas selle katse analüüs Rutherfordil järeldustele jõuda kulmineerus uue aatomimudeli väljakuulutamisega, kus ta eeldas, et aatom koosneb tihedast positiivsest tuumast, mille ümber tiirlevad elektronid teie tagasitulek.
Klassikaline füüsika kritiseeris aga karmilt Rutherfordi mudelit, sest Maxwelli klassikalise elektromagnetismi järgi kiirgab liikuv laeng elektromagnetlained, nii et tuuma ümber pöörlev elektron peaks kiirgama kiirgust, kaotama energiat ja lõpuks langema tuuma ning me juba teame, et see ei tuleb ette.
1914. aastal pakkus Taani füüsik Niels Bohr välja mudeli, mida hakati nimetama Bohri aatomiks ehk Bohri aatomimudeliks, põhineb postulaatidel, mis lahendaksid Rutherfordi mudeli probleemid, selgitades, miks elektronid spiraalselt tuum. Nagu klassikaline füüsika ennustas, eeldas Bohr, et elektronid pöörlesid tuuma ümber orbiidil. võimalik, määratletud ja ümmargune elektrilise jõu tõttu, mille saab arvutada Coulombi seaduse kaudu võrrandi:
F = ke²
r²
Ta nimetas neid statsionaarseks orbiidiks, pealegi ei eralda elektronid spontaanselt energiat, ühelt orbiidilt teisele hüppamiseks on vaja saada arvutuslik energia footon seega:
E = Ef - JAi = hf
Nii jääb elektron, kui ta ei saa täpselt nii palju energiat, kui on vaja hüpata ühelt orbiidilt teisele, tuumast kaugemale, oma orbiidile lõputult.
Igale orbiidile vastava energia arvutas Bohr, vaadake, kuidas saame sama tulemuse saavutada:
Elektriline jõud toimib tsentraalse jõuna, nii et meil on:
mv² = ke², siis mv² = ke² (I)
r r² r
Elektroni kineetilise energia annab Eç = ½ mv². Kust me selle saame:
JAç = ke²
2.
Elektroni potentsiaalse energia annab: EP = - ke² (II)
r
Koguenergia on: E = Eç + JAP
E = ke² – ke² = - ke² (III)
2r r 2r
Niels Bohr eeldas lisaks, et korrutis mvr peaks olema h / 2π täisarvu kordne (n), see tähendab:
mvr = Ah
2π
kus n = 1,2,3 ...
Nii et saame teha:
v = Ah (IV)
2πmr
Selle väärtuse asendamisel võrrandiga (I) on meil:
m ( Ah )² = ke²
2πmr r
mn²h² = ke²
4π²m²r² r
mille tulemuseks on: n²h² = ke²
4π²mr² r
n²h² = ke²
4π²mr
4π²mr = 1
n²h² ke²
Seetõttu r = n²h²
4π²mke²
r = h² . n² (V)
4π²mke²
V asendamine III-s
JAei = - 2π² m k²e4 . 1 (SAAG)
h² n²
Ülaltoodud võrrandi (VI) abil on võimalik arvutada elektroni energia lubatud orbiitidel, kus n = 1 vastab madalaimale olekule energia ehk põhiolek, mille see jätab alles siis, kui see on ergastatud vastuvõetud footoni kaudu, hüpates rohkemale energia, milles see püsib ülimalt lühikese aja jooksul, varsti naaseb see põhiolekusse, kiirates energia. Bohri aatomimudel selgitas vesiniku monoelektroonilist aatomit hästi ja veel aatomite jaoks kompleksid, oleks ikkagi vaja uut teooriat, Schroedingeri teooriat, mis on juba mehaanika valdkonnas. kvant.
Autor Paulo Silva
Lõpetanud füüsika