У 1911 р. Новозеландський фізик Ернест Резерфорд разом зі своїми співробітниками провів експеримент, в ході якого він бомбардував дуже тонкий золотий клинок альфа-частинок полонію (радіоактивний хімічний елемент), аналіз цього експерименту дозволив Резерфорду дійти висновків, що завершився анонсом нової атомної моделі, в якій він припустив, що атом складається з щільного, позитивного ядра, з електронами, що обертаються в ваше повернення.
Однак класична фізика жорстко критикувала модель Резерфорда, оскільки відповідно до класичного електромагнетизму Максвелла прискорено рухається заряд випромінює електромагнітні хвилі, тому електрон, обертаючись навколо ядра, повинен випромінювати випромінювання, втрачаючи енергію і врешті-решт потрапляючи в ядро, і ми вже знаємо, що це не так це трапляється.
У 1914 році датський фізик Нільс Бор запропонував модель, яка стала відома як атом Бора, або атомна модель Бора, на основі постулатів, які вирішували б проблеми моделі Резерфорда, пояснюючи, чому електрони не потрапляли б спірально в ядро. Як і передбачала класична фізика, Бор припустив, що електрони обертаються навколо ядра на орбітах. можлива, визначена і кругова завдяки електричній силі, яку можна обчислити за законом Кулона через рівняння:
F = ke²
r²
Він назвав їх стаціонарними орбітами, крім того, електрони не спонтанно випромінюють енергію, щоб перейти з однієї орбіти на іншу, йому потрібно отримати енергію фотона, яку можна обчислити таким чином:
Е = Еf - Іi = hf
Таким чином, якщо він не отримає точно таку кількість енергії, яка необхідна для переходу з однієї орбіти на іншу, далі від ядра, електрон залишатиметься на своїй орбіті необмежений час.
Енергія, що відповідає кожній орбіті, була розрахована Бором, подивіться, як ми можемо досягти того самого результату:
Електрична сила діє як доцентрова сила, тому маємо:
mv² = ke², тоді mv² = ke² (I)
р r² r
Кінетична енергія електрона задана Еç = ½ мв². Де ми беремо це:
Іç = ke²
2-й
Потенційна енергія електрона задана формулою: EP = - ke² (II)
р
Не зупиняйтесь зараз... Після реклами є ще щось;)
Загальна енергія буде: E = Eç + ІP
E = ke² – ke² = - ke² (III)
2r r 2r
Далі Нільс Бор припустив, що добуток mvr має бути цілим числом, кратним (n) h / 2π, тобто:
mvr = га
2π
з n = 1,2,3 ...
Отже, ми можемо зробити:
v = га (IV)
2πmr
Підставляючи це значення у рівняння (I), маємо:
м ( га )² = ke²
2πmr r
mn²h² = ke²
4π²m²r² r
в результаті чого: n²h² = ke²
4π²mr² r
n²h² = ke²
4π²мр
4π²мр = 1
n²h² ke²
Тому r = n²h²
4π²mke²
r = h² . n² (V)
4π²mke²
Заміна V на III
Інемає = - 2π² м k²е4 . 1 (БАЧИВ)
h² n²
За допомогою рівняння (VI) вище, можна розрахувати енергію електрона на дозволених орбітах, де n = 1, що відповідає найнижчому стану енергію, або основний стан, який він залишить лише в тому випадку, якщо буде збуджений через отриманий фотон, перескочивши до більшого енергія, в якій вона залишатиметься надзвичайно короткий проміжок часу, незабаром вона повернеться в основний стан, випромінюючи фотон енергія. Атомна модель Бора добре пояснила моноелектронний атом водню і для більшої кількості атомів комплексів, ще потрібна буде нова теорія - теорія Шредінгера, яка вже є сферами механіки. квантовий.
Паулу Сільва
Закінчив фізику
Хотіли б ви посилатися на цей текст у школі чи академічній роботі? Подивіться:
СІЛВА, Паулу Соарес да. «Атом Бора»; Бразильська школа. Доступно: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/atomo-bohr.htm. Доступ 28 червня 2021 року.
