1911 genomförde Nya Zeelands fysiker Ernest Rutherford tillsammans med sina medarbetare ett experiment där han bombade ett mycket tunt guldblad med alfapartiklar från polonium (radioaktivt kemiskt grundämne), tillät analysen av detta experiment Rutherford att dra slutsatser att kulminerade i tillkännagivandet av en ny atommodell, där han antog att atomen var sammansatt av en tät, positiv kärna, med elektroner som kretsar i din återkomst.
Klassisk fysik kritiserade dock Rutherfords modell hårt, för enligt Maxwells klassiska elektromagnetism avger en accelererande laddning elektromagnetiska vågor, så en elektron som roterar runt kärnan ska avge strålning, förlora energi och så småningom falla in i kärnan, och vi vet redan att den inte det händer.
År 1914 föreslog den danska fysikern Niels Bohr en modell som blev känd som Bohr-atomen, eller Bohr-atommodellen, baserat på postulat som skulle lösa problemen med Rutherford-modellen och förklara varför elektronerna inte skulle falla i spiralen kärna. Som klassisk fysik förutspådde antog Bohr att elektroner roterade runt kärnan i banor. möjlig, definierad och cirkulär på grund av den elektriska kraften, som kan beräknas genom Coulombs lag genom av ekvationen:
F = ke²
r²
Han kallade dem stationära banor, dessutom avger elektroner inte spontant energi, för att hoppa från en bana till en annan måste den ta emot en energifoton som kan beräknas Således:
E = Ef - OCHi = hf
På det sättet, såvida det inte får exakt den mängd energi som behövs för att hoppa från en bana till en annan, längre bort från kärnan, kommer elektronen att förbli i sin bana på obestämd tid.
Energin som motsvarar varje omlopp beräknades av Bohr, se hur vi kan uppnå samma resultat:
Den elektriska kraften fungerar som en centripetal kraft, så vi har:
mv² = ke², sedan mv² = ke² (I)
r r² r
Elektronens kinetiska energi ges av E.ç = ½ mv². Var får vi det:
OCHç = ke²
2: a
Elektronens potentiella energi ges av: EP = - ke² (II)
r
Den totala energin kommer att vara: E = Eç + OCHP
E = ke² – ke² = - ke² (III)
2r r 2r
Niels Bohr antog vidare att produkt-mvr skulle vara en heltalsmultipel (n) av h / 2π, det vill säga:
mvr = va
2π
med n = 1,2,3 ...
Så vi kan göra:
v = va (IV)
2πmr
Genom att ersätta detta värde i ekvation (I) har vi:
m ( va )² = ke²
2πmr r
mn²h² = ke²
4π²m²r² r
vilket resulterar i: n²h² = ke²
4π²mr² r
n²h² = ke²
4π²mr
4π²mr = 1
n²h² ke²
Därför är r = n²h²
4π²mke²
r = h² . n² (V)
4π²mke²
Ersätter V i III
OCHNej = - 2π² m k²e4 . 1 (FICK SYN PÅ)
h² n²
Med ekvation (VI) ovan är det möjligt att beräkna elektronens energi i de tillåtna banorna, där n = 1 motsvarar det lägsta tillståndet energi, eller marktillstånd, som den lämnar endast om den är upphetsad genom en mottagen foton och hoppar till en mer energi, där den kommer att förbli under en extremt kort tidsperiod, snart återgår den till marktillståndet och avger en foton av energi. Bohrs atommodell förklarade den monoelektroniska vätgasatomen och för fler atomer komplex skulle en ny teori fortfarande behövas, Schroedinger-teorin, som redan finns inom mekanikens områden. kvant.
Av Paulo Silva
Examen i fysik