I 1911 gjennomførte den newzealandske fysikeren Ernest Rutherford sammen med sine samarbeidspartnere et eksperiment der han bombarderte et veldig tynt gullblad med alfapartikler fra polonium (radioaktivt kjemisk element), tillot analysen av dette eksperimentet Rutherford å komme til konklusjoner om kulminerte i kunngjøringen av en ny atommodell, der han antok at atomet var sammensatt av en tett, positiv kjerne, med elektroner i bane din retur.
Imidlertid kritiserte klassisk fysikk Rutherfords modell hardt, fordi ifølge Maxwells klassiske elektromagnetisme avgir en ladning med akselererende bevegelse elektromagnetiske bølger, så et elektron som roterer rundt kjernen bør avgi stråling, miste energi og til slutt falle ned i kjernen, og vi vet allerede at den ikke det skjer.
I 1914 foreslo den danske fysikeren Niels Bohr en modell som ble kjent som Bohr-atom, eller Bohr-atommodell, basert på postulater som ville løse problemene med Rutherford-modellen, og forklarte hvorfor elektronene ikke ville falle ned i kjerne. Som klassisk fysikk forutsa antok Bohr at elektroner roterte rundt kjernen i baner. mulig, definert og sirkulær på grunn av den elektriske kraften, som kan beregnes av Coulombs lov gjennom av ligningen:
F = ke²
r²
Han kalte dem stasjonære baner, dessuten avgir elektroner ikke spontant energi, for å hoppe fra en bane til en annen trenger den å motta en energifoton som kan beregnes og dermed:
E = Ef - OGJeg = hf
På den måten, med mindre den mottar nøyaktig den mengden energi som trengs for å hoppe fra en bane til en annen, lenger borte fra kjernen, vil elektronen forbli i sin bane på ubestemt tid.
Energien som tilsvarer hver bane ble beregnet av Bohr, se hvordan vi kan oppnå samme resultat:
Den elektriske kraften fungerer som en sentripetal kraft, så vi har:
mv² = ke², deretter mv² = ke² (JEG)
r r² r
Elektronens kinetiske energi er gitt av E.ç = ½ mv². Hvor får vi det:
OGç = ke²
2. plass
Elektronens potensielle energi er gitt av: EP = - ke² (II)
r
Den totale energien vil være: E = Eç + OGP
E = ke² – ke² = - ke² (III)
2r r 2r
Niels Bohr antok videre at produkt-mvr skulle være et heltallmultipel (n) av h / 2π, det vil si:
mvr = Hu h
2π
med n = 1,2,3 ...
Så vi kan gjøre:
v = Hu h (IV)
2πmr
Ved å erstatte denne verdien i ligning (I) har vi:
m ( Hu h )² = ke²
2πmr r
mn²h² = ke²
4π²m²r² r
som resulterer i: n²h² = ke²
4π²mr² r
n²h² = ke²
4π²mr
4π²mr = 1
n²h² ke²
Derfor er r = n²h²
4π²mke²
r = h² . n² (V)
4π²mke²
Erstatte V i III
OGNei = - 2π² m k²e4 . 1 (SAG)
h² n²
Med ligning (VI) ovenfor er det mulig å beregne elektronens energi i de tillatte banene, hvor n = 1 tilsvarer den laveste tilstanden energi, eller grunntilstand, som den vil forlate bare hvis den blir begeistret gjennom en mottatt foton, og hopper til en mer energi, der den vil forbli i en ekstremt kort tidsperiode, vil den snart gå tilbake til bakken og avgi et foton av energi. Bohrs atommodell forklarte det monoelektroniske atomet av hydrogen godt, og for flere atomer komplekser, ville det fortsatt være behov for en ny teori, Schroedinger-teorien, som allerede er innenfor områdene mekanikk. kvante.
Av Paulo Silva
Uteksamen i fysikk