Vuonna 1911 Uuden-Seelannin fyysikko Ernest Rutherford ja hänen kollegansa tekivät kokeen, jossa hän pommitti hyvin ohutta kultalevyä alfa-hiukkasia poloniumista (radioaktiivinen kemiallinen alkuaine), tämän kokeen analyysi antoi Rutherfordille mahdollisuuden tehdä johtopäätöksiä huipentui uuden atomimallin ilmoitukseen, jossa hän oletti, että atomi koostui tiheästä, positiivisesta ytimestä, jossa elektronit kiertelivät paluutasi.
Klassinen fysiikka on kuitenkin kritisoinut ankarasti Rutherfordin mallia, koska Maxwellin klassisen sähkömagnetismin mukaan nopeutettu liikkuva varaus lähettää sähkömagneettiset aallot, joten ytimen ympäri pyörivän elektronin tulisi lähettää säteilyä, menettää energiaa ja lopulta pudota ytimeen, ja tiedämme jo, että se ei. se tapahtuu.
Vuonna 1914 tanskalainen fyysikko Niels Bohr ehdotti mallia, joka tuli tunnetuksi Bohrin atomina tai Bohrin atomimallina, perustuu postulaatteihin, jotka ratkaisisivat Rutherford-mallin ongelmat, selittäen, miksi elektronit eivät putoa spiraalimuodossa ydin. Kuten klassinen fysiikka ennusti, Bohr oletti, että elektronit pyörivät ytimen ympäri kiertoradoilla. mahdollinen, määritelty ja pyöreä johtuen sähkövoimasta, joka voidaan laskea Coulombin lain kautta yhtälön yhtälö:
F = ke²
r²
Hän kutsui heitä paikallaan oleville kiertoradoille, lisäksi elektronit eivät spontaanisti lähetä energiaa, hypätäksesi kiertoradalta toiselle, sen on vastaanotettava energiafoton, joka voidaan laskea täten:
E = Ef - JAi = hf
Tällä tavoin, ellei se saa täsmälleen tarvittavaa energiaa hypätäksesi kiertoradalta toiselle kauemmaksi ytimestä, elektroni pysyy kiertoradallaan loputtomiin.
Bohr laski kutakin kiertorataa vastaavan energian, katso kuinka voimme saavuttaa saman tuloksen:
Sähkövoima toimii keskiosana, joten meillä on:
mv² = ke², sitten mv² = ke² (I)
r r² r
Elektronin kineettisen energian antaa Eç = ½ mv². Mistä saamme sen:
JAç = ke²
2.
Elektronin potentiaalienergian antaa: EP = - ke² (II)
r
Kokonaisenergia on: E = Eç + JAP
E = ke² – ke² = - ke² (III)
2r r 2r
Niels Bohr oletti lisäksi, että tulon mvr tulisi olla h / 2π: n kokonaislukukerta (n), toisin sanoen:
mvr = huh
2π
n = 1,2,3 ...
Joten voimme tehdä:
v = huh (IV)
2πmr
Kun tämä arvo korvataan yhtälössä (I), meillä on:
m ( huh )² = ke²
2πmr
mn²h² = ke²
4π²m²r² r
mikä johtaa: n²h² = ke²
4π²m² r
n²h² = ke²
4π²mr
4π²mr = 1
n²h² ke²
Siksi r = n²h²
4π²mke²
r = h² . n² (V)
4π²mke²
V: n korvaaminen III: ssa
JAei = - 2π² m k²e4 . 1 (NÄIN)
h² n²
Yllä olevan yhtälön (VI) avulla on mahdollista laskea elektronin energia sallituilla kiertoradoilla, joissa n = 1 vastaa alinta tilaa energiaa tai perustilaa, jonka se jättää vain, jos se on innoissaan vastaanotetun fotonin läpi, hyppäämällä enemmän energiaa, jossa se pysyy erittäin lyhyen aikaa, pian se palaa perustilaan lähettämällä energiaa. Bohrin atomimalli selitti vedyn monoelektronisen atomin hyvin ja lisää atomeja varten Komplekseihin tarvitaan vielä uusi teoria, Schroedingerin teoria, joka on jo mekaniikan aloilla. kvantti.
Kirjoittanut Paulo Silva
Valmistunut fysiikasta