W 1911 r. nowozelandzki fizyk Ernest Rutherford wraz ze swoimi współpracownikami przeprowadził eksperyment, w którym zbombardował bardzo cienkie złote ostrze za pomocą cząstki alfa z polonu (promieniotwórczy pierwiastek chemiczny), analiza tego eksperymentu pozwoliła Rutherfordowi dojść do wniosku, że kulminacją było ogłoszenie nowego modelu atomowego, w którym zakładał, że atom składa się z gęstego, dodatniego jądra, z elektronami krążącymi w Twój powrót.
Jednak fizyka klasyczna ostro skrytykowała model Rutherforda, ponieważ zgodnie z klasycznym elektromagnetyzmem Maxwella ładunek poruszający się z przyspieszeniem emituje fale elektromagnetyczne, więc elektron obracający się wokół jądra powinien emitować promieniowanie, tracąc energię i ostatecznie wpadając do jądra, a wiemy już, że tak nie jest. zdarza się.
W 1914 duński fizyk Niels Bohr zaproponował model, który stał się znany jako atom Bohra lub model atomowy Bohra, na podstawie postulatów, które rozwiązałyby problemy modelu Rutherforda, wyjaśniając, dlaczego elektrony nie spadają w formie spiralnej w rdzeń. Jak przewidziała fizyka klasyczna, Bohr założył, że elektrony krążą wokół jądra po orbitach. możliwe, zdefiniowane i kołowe ze względu na siłę elektryczną, którą można obliczyć z prawa Coulomba poprzez równania:
F = ke²
r²
Nazwał je orbitami stacjonarnymi, poza tym elektrony nie emitują spontanicznie energii, aby przeskoczyć z jednej orbity na drugą, musi otrzymać foton energii, który można obliczyć a zatem:
E = Efa - Ija = hf
W ten sposób elektron, o ile nie otrzyma dokładnie takiej ilości energii, jaka jest potrzebna do przeskoczenia z jednej orbity na drugą, dalej od jądra, pozostanie na swojej orbicie w nieskończoność.
Energia odpowiadająca każdej orbicie została obliczona przez Bohra, zobacz, jak możemy osiągnąć ten sam wynik:
Siła elektryczna działa jak siła dośrodkowa, więc mamy:
mv² = ke², to mv² = ke² (JA)
r r² r
Energia kinetyczna elektronu jest dana przez Edo = ½ mv². Skąd to otrzymujemy:
Ido = ke²
2nd
Energia potencjalna elektronu dana jest wzorem: EP = - ke² (II)
r
Całkowita energia będzie wynosić: E = Edo + IP
E = ke² – ke² = - ke² (III)
2r r 2r
Niels Bohr założył dalej, że iloczyn mvr powinien być całkowitą wielokrotnością (n) h/2π, czyli:
śr = tak
2π
gdzie n = 1,2,3...
Możemy więc zrobić:
v = tak (IV)
2πmr
Podstawiając tę wartość do równania (I) otrzymujemy:
m( tak )² = ke²
2πmr
mn²h² = ke²
4π²m²r² r
Co skutkuje w: n²h² = ke²
4π²mr² r
n²h² = ke²
4π²mr
4π²mr = 1
n²h² ke²
Dlatego r = n²h²
4π²mke²
r = h² . n² (V)
4π²mke²
Wymiana V w III
INie = - 2π² mk²e4 . 1 (WIDZIAŁ)
h² n²
Za pomocą powyższego równania (VI) można obliczyć energię elektronu na dozwolonych orbitach, gdzie n = 1 odpowiada najniższemu stanowi energia, czyli stan podstawowy, który opuści tylko wtedy, gdy zostanie wzbudzony przez odebrany foton, skacząc na więcej energii, w której pozostanie przez niezwykle krótki czas, wkrótce powróci do stanu podstawowego emitując foton energia. Model atomowy Bohra wyjaśniał dobrze monoelektroniczny atom wodoru, a dla większej liczby atomów kompleksów, wciąż potrzebna byłaby nowa teoria, teoria Schroedingera, która jest już w dziedzinie mechaniki. kwant.
Paulo Silva
Ukończył fizykę