1911. novozelandski fizičar Ernest Rutherford, zajedno sa svojim suradnicima, izveo je pokus u kojem je bombardirao vrlo tanku zlatnu oštricu alfa čestica polonija (radioaktivni kemijski element), analiza ovog eksperimenta omogućila je Rutherfordu da zaključi da kulminiralo je najavom novog atomskog modela, u kojem je pretpostavio da se atom sastoji od guste, pozitivne jezgre, s elektronima u orbiti u tvoj povratak.
Međutim, klasična fizika oštro je kritizirala Rutherfordov model, jer prema Maxwellovom klasičnom elektromagnetizmu, ubrzani pokretni naboj emitira elektromagnetski valovi, pa bi elektron koji se okreće oko jezgre trebao emitirati zračenje, gubeći energiju i na kraju padajući u jezgru, a mi već znamo da to ne čini događa se.
Danski fizičar Niels Bohr 1914. godine predložio je model koji je poznat kao Bohrov atom ili Bohrov atomski model, na temelju postulata koji bi riješili probleme Rutherfordovog modela, objašnjavajući zašto elektroni ne bi spiralno padali u jezgra. Kao što je klasična fizika predviđala, Bohr je pretpostavio da se elektroni okreću oko jezgre u orbitama. moguće, definirano i kružno zbog električne sile, koja se može izračunati Coulomb-ovim zakonom jednadžbe:
F = ke²
r²
Nazvao ih je stacionarnim orbitama, osim toga, elektroni ne spontano emitiraju energiju, za preskakanje s jedne orbite na drugu potrebno je primiti energetski foton koji se može izračunati Tako:
E = Ef - Ija = hf
Na taj će način, ako ne dobije točno onu količinu energije potrebne za skok s jedne orbite na drugu, dalje od jezgre, elektron ostati u svojoj orbiti na neodređeno vrijeme.
Energiju koja odgovara svakoj orbiti izračunao je Bohr, pogledajte kako možemo doći do istog rezultata:
Električna sila djeluje kao centripetalna sila, pa imamo:
mv² = ke², tada je mv² = ke² (I)
r r² r
Kinetičku energiju elektrona daje Eç = ½ mv². Odakle to:
Iç = ke²
2.
Potencijalnu energiju elektrona daju: EStr = - ke² (II)
r
Ukupna energija bit će: E = Eç + IStr
E = ke² – ke² = - ke² (III)
2r r 2r
Niels Bohr je nadalje pretpostavio da proizvod mvr treba biti cjelobrojni višekratnik (n) od h / 2π, to jest:
mvr = ha
2π
s n = 1,2,3 ...
Tako možemo učiniti:
v = ha (IV)
2πmr
Zamjenom ove vrijednosti u jednadžbu (I) imamo:
m ( ha )² = ke²
2πmr r
mn²h² = ke²
4π²m²r² r
što rezultira: n²h² = ke²
4π²mr² r
n²h² = ke²
4π²mr
4π²mr = 1
n²h² ke²
Stoga je r = n²h²
4π²mke²
r = h² . n² (V)
4π²mke²
Zamjena V u III
INe = - 2π² m k²e4 . 1 (PILA)
h² n²
Gornjom jednadžbom (VI) moguće je izračunati energiju elektrona u dopuštenim orbitama, gdje n = 1 odgovara najnižem stanju energije ili osnovnog stanja, koje će napustiti samo ako se pobudi kroz primljeni foton, skačući u više energija, u kojoj će ostati izuzetno kratko vrijeme, uskoro će se vratiti u osnovno stanje emitirajući foton energije. Bohrov atomski model dobro je objasnio monoelektronski atom vodika i to za više atoma kompleksa, još uvijek bi bila potrebna nova teorija, Schroedingerova teorija, koja je već u domeni mehanike. kvantni.
Napisao Paulo Silva
Diplomirao fiziku
