1911 년 뉴질랜드의 물리학 자 어니스트 러더 포드 (Ernest Rutherford)는 그의 공동 연구자들과 함께 매우 얇은 금 칼날을 폭격하는 실험을 수행했습니다. 폴로늄 (방사성 화학 원소)의 알파 입자를 분석 한 결과 Rutherford는 다음과 같은 결론에 도달했습니다. 그는 새로운 원자 모델의 발표로 정점에 이르렀는데, 그는 그 원자가 전자가 궤도를 도는 조밀하고 양의 핵으로 구성되어 있다고 가정했습니다. 당신의 반환.
그러나 고전 물리학은 Rutherford의 모델을 가혹하게 비판했습니다. Maxwell의 고전 전자기학에 따르면 가속 이동 전하가 방출되기 때문입니다. 전자파로 인해 핵 주위를 회전하는 전자는 방사선을 방출하여 에너지를 잃고 결국 핵 속으로 떨어집니다. 일어난다.
1914 년 덴마크의 물리학 자 닐스 보어는 보어 원자 또는 보어 원자 모델로 알려진 모델을 제안했습니다. 러더 포드 모델의 문제를 해결할 수있는 가정에 기반하여 전자가 나선형 형태로 떨어지지 않는 이유를 설명합니다. 핵심. 고전 물리학이 예측했듯이 Bohr는 전자가 궤도에서 핵 주위를 회전한다고 가정했습니다. 전기력으로 인해 가능하고 정의되고 원형이며 쿨롱의 법칙에 의해 계산 될 수 있습니다. 방정식의 :
F = ke²
r²
그는 그것을 고정 궤도라고 불렀습니다. 게다가 전자는 자발적으로 에너지를 방출하지 않습니다. 한 궤도에서 다른 궤도로 점프하려면 계산할 수있는 에너지 광자를 받아야합니다. 그러므로:
E = E에프 -그리고나는 = hf
이렇게하면 핵에서 멀리 떨어진 한 궤도에서 다른 궤도로 점프하는 데 필요한 에너지의 양을 정확하게받지 않는 한 전자는 무한 궤도에 남아있게됩니다.
각 궤도에 해당하는 에너지는 Bohr에 의해 계산되었습니다. 동일한 결과에 도달하는 방법을 확인하십시오.
전기력은 구심력의 역할을하므로 다음과 같습니다.
mv² = ke², mv² = ke² (나는)
아르 자형 r² r
전자의 운동 에너지는 E씨 = ½ mv². 우리는 그것을 어디서 얻습니까?
과씨 = ke²
2 차
전자의 위치 에너지는 다음과 같이 주어진다. E피 = -ke² (II)
아르 자형
총 에너지는 다음과 같습니다. E = E씨 + 그리고피
E = ke² – ke² = - ke² (III)
2r r 2r
Niels Bohr는 또한 곱 mvr이 h / 2π의 정수배 (n) 여야한다고 가정했습니다. 즉,
mvr = 허
2π
n = 1,2,3 ...
그래서 우리는 할 수 있습니다 :
v = 허 (IV)
2πmr
이 값을 방정식 (I)에 대입하면 다음과 같습니다.
미디엄( 허 )² = ke²
2πmr
mn²h² = ke²
4π²m²r² r
결과: n²h² = ke²
4π²mr² r
n²h² = ke²
4π²mr
4π²mr = 1
n²h² ke²
따라서 r = n²h²
4π²mke²
r = h² . n² (V)
4π²mke²
III에서 V 교체
과아니 = - 2π² m k²e4 . 1 (보았다)
h² n²
위의 방정식 (VI)을 사용하면 허용 된 궤도에서 전자의 에너지를 계산할 수 있습니다. 여기서 n = 1은 최저 상태에 해당합니다. 에너지 또는지면 상태는 수신 된 광자를 통해 여기 된 경우에만 떠날 것입니다. 에너지는 극히 짧은 시간 동안 남아있을 것이고 곧 지상 상태로 돌아와 광자를 방출 할 것입니다. 에너지. 보어의 원자 모델은 수소의 단일 전자 원자를 잘 설명했고 더 많은 원자에 대해 이미 역학의 영역에있는 슈뢰딩거 이론이라는 새로운 이론이 여전히 필요할 것입니다. 양자.
폴로 실바
물리학 졸업