Spektrinė analizė atomų skleidžiama spinduliuotė suteikia daug informacijos apie jų struktūrą ir savybes. Paprastai stebimas karštų monoatominių dujų (arba mažo tankio garų) šviesos spinduliavimas arba kai elektros iškrova dujose.
Atomų emisijos spektras susideda iš atskirų atskirų linijų, kurioms būdingas bangos ilgis arba dažnis v = c/X. Kartu su emisijos spektrais yra ir sugerties spektrai, kurie stebimi, kai per šaltus garus praeina nepertraukiamo spektro spinduliuotė („balta“ šviesa). Absorbcijos linijos pasižymi tuo pačiu bangos ilgiu kaip ir emisijos linijos. Todėl jie sako, kad atomų emisijos ir absorbcijos linijos abipusiai apverčiamas ( Kirchhoff, 1859).
Spektroskopijoje patogiau naudoti ne spinduliuotės bangos ilgį, o abipusis v = l/X, kuris vadinamas spektroskopinės bangos skaičius, arba tiesiog bangos skaičius (Stoney, 1871). Ši vertė parodo, kiek bangos ilgių tinka vienam ilgio vienetui.
Naudodamasis eksperimentiniais duomenimis, šveicarų fizikas Ritzas 1908 m. rado empirinę taisyklę, vadinamą derinimo principas , pagal kurią yra sistema spektriniai terminai, arba tiesiog terminai, T p Ir T, kurio skirtumas lemia tam tikros spektrinės linijos spektroskopinės bangos skaičių:
Terminai laikomi teigiamais. Jų vertė turėtų mažėti, kai skaičius didėja n(ir aš). Kadangi emisijos linijų skaičius yra begalinis, terminų skaičius taip pat yra begalinis. Pataisykime sveikąjį skaičių p. Jei skaičių n laikysime kintamuoju, kurio reikšmės yra n+ 1, n + 2, n + 3,..., tada pagal (1.8) formulę susidaro skaičių serija, atitinkanti vadinamos spektrinės linijos spektrinės serijos. Spektrinė eilutė yra spektro linijų, išsidėsčiusių tam tikroje taisyklingoje sekoje, rinkinys, kurio intensyvumas taip pat kinta pagal tam tikrą dėsnį. At l,-o terminas T-> 0. Atitinkamas bangos skaičius v n = T p paskambino šios serijos riba. Artėjant prie ribos spektro linijos tampa tankesnės, t.y. bangų ilgių skirtumas tarp jų linkęs į nulį. Mažėja ir linijų intensyvumas. Toliau seka serijos riba nuolatinis spektras. Visų spektrinių eilučių visuma sudaro nagrinėjamo atomo spektrą.
Derinimo principas (1.8) taip pat turi skirtingą formą. Jeigu taip = T-T Ir y =T-T – dviejų spektrų bangų skaičiai
LL| P L| PP 2 P *
kurio nors atomo tos pačios serijos tralinės linijos, tada šių bangų skaičių skirtumas (jei l, > l 2):
reiškia kai kurių kitų to paties atomo serijų spektrinės linijos bangos numerį. Tuo pačiu metu eksperimente iš tikrųjų stebima ne kiekviena įmanoma kombinacijų linija.
Derinimo principas vienu metu buvo visiškai nesuprantamas ir buvo svarstomas smagus žaidimas skaičių. Tik Nielsas Bohras 1913 m. šiame „žaidime“ įžvelgė gilumo apraišką vidinius modelius atomas. Daugumai atomų analitinės išraiškos terminai nežinomi. Apytikslės formulės buvo parinktos analizuojant eksperimentinius duomenis. Vandenilio atomui tokios formulės pasirodė tikslios. 1885 m. Balmeris parodė, kad vandenilio atomo spektre stebimų keturių matomų linijų bangos ilgiai yra
H Q, Нр, Н у, H ft (1.6 pav.), kuriuos pirmasis išmatavo Angstromas (1868), su didele dalimi tikslumą galima apskaičiuoti naudojant formulę
kur skaičius l = 3,4, 5, 6,.... Konstanta B= Empiriškai nustatytas 3645,6-10 8 cm. Bangos skaičiaus formulė seka iš (1.10)
Kur R- empirinė Rydbergo konstanta (1890), R = 4/B. Vandenilio atomui Rydbergo konstanta yra lygi
Iš (1.11) formulės aišku, kad vandenilio atomo terminas turi paprastą išraišką:
Vadinasi, vandenilio atomo spektrinės serijos bangų skaičiams, apibendrinta Balterio formulė:
Ši formulė teisingai apibūdina eksperimento metu aptikto vandenilio atomo spektrinę eilutę:
Balter serija(l = 2, l, = 3, 4, 5, ...) - matomoje ir artimoje ultravioletinėje spektro dalyse X = (6562...3646)* 10" 8 cm:
Lyman serija(1914) (l = 1, l, = 2, 3, 4, ...) - ultravioletinėje spektro dalyje A = (1216...913)-10“ 8 cm:
Paschen serija(1908) (l = 3, l, =4, 5, 6,...) - infraraudonojoje spektro dalyje X = 1,88...0,82 mikronai:
serija Brackett(1922) (l = 4, l, = 5, 6, 7, ...) - tolimojoje infraraudonųjų spindulių spektro dalyje X. = 4,05 ... 1,46 mikronai:
Pfund serija(1924) (l = 5, l, =6, 7, 8,...) - tolimojoje infraraudonojoje spektro dalyje X = 7,5...2,28 mikronai:
Humphrey serija(1952) (l = 6, l, = 7, 8,...) - tolimojoje infraraudonojoje spektro dalyje X = 12,5...3,3 µm:
Kiekvienos serijos ribą lemia šios serijos pagrindinė linija l.
1. Raskite vandenilio atomo spektrinių eilučių ribinius bangos ilgius.
Atsakymas. X t = n 1 /R. f/
2. Nustatykite spektrinės eilės pagrindines linijas.
Atsakymas. X^ =l 2 (l + 1) 2 /i (2l + 1).
3. Nustatykite ribinius bangos ilgius, tarp kurių yra Balmerio serijos spektrinės linijos.
ATSAKYMAS: Xf = 3647-10" 8 cm, X^ = 6565-10' 8 cm.
4. Nustatykite klasikinį vandenilio atomo spektrą.
Sprendimas. Elektronas kartu su branduoliu gali būti laikomas elektrinis dipolis, kurio spindulio vektorius periodiškai keičiasi. Elektrono spindulio vektoriaus projekcijos į Dekarto ašis taip pat yra periodines funkcijas, kurią apskritai galima pavaizduoti kaip seriją
Furjė: *(/)= ^2 , y(t)= I^e^ , kur A s, B s- konstantos;
co yra elektronų apsisukimo aplink branduolį dažnis, nustatytas pagal trečiąjį Keplerio dėsnį. Vidutinis dipolio spinduliuotės intensyvumas per laikotarpį 7'=2l/o
nustatoma pagal formulę: aš =----(x 2 + y 2 kur x 2 = - G dtx2. Iš čia vos
6L? 0 C 3 V > T.J.
smūgiai: / = ---((/I 2 + 5 2)w 4 + (l 2 + B)(2В)(3ш) 4 +...) Blogis 0 s 3
Taigi spektre yra dažnis o ir jo harmonikos 2o), 30,... ir yra serija vienodai išdėstytos linijos. Tai prieštarauja eksperimentui.
Spinduliuotės spektrų tyrimas suvaidino svarbų vaidmenį suprantant atomų struktūrą. Visų pirma, tai susiję su spektrais, kuriuos sukelia vienas su kitu nesąveikaujančių atomų emisija. Šie spektrai susideda iš atskirų siaurų spektro linijų ir vadinami linijų spektrais.
Daugelio spektro linijų buvimas rodo sudėtingumą vidinė struktūra atomas. Studijuoja atomų spektrai tarnavo kaip raktas į žinias vidinė struktūra atomai. Visų pirma, buvo pastebėta, kad spektro linijos nėra atsitiktinai išsidėsčiusios, o sudaro linijų eilę. Studijuoja linijų spektras atominis vandenilis, Balmeris (1885) nustatė tam tikrą modelį. Kai kurių linijų atitinkami dažniai gali būti pavaizduoti šiuolaikine žyma taip:
Kur w- ciklinis dažnis, atitinkantis kiekvieną spektro liniją ( w = 2πc/l), R- vadinama konstanta Rydbergo konstanta :
R=2,07 × 10 16 s -1. (2.2)
Formulė (2.1) vadinama formule Balmera, o atitinkama spektrinių linijų serija – 2.1 pav. – Balmerio serija (2.1 pav.). Pagrindinės šios serijos linijos yra matomoje spektro dalyje.
Tolesni atominio vandenilio spektro tyrimai parodė, kad yra dar kelios serijos.
Ultravioletinėje spektro dalyje - Lyman serija:
(2.3)
ir infraraudonojoje spektro dalyje - Paschen serija:
(2.4)
Visos šios serijos gali būti pavaizduotos formoje apibendrinta Balmerio formulė:
(2.5)
kur yra kiekvienos serijos pastovus skaičius: . Serialui Lymanas, n 0 = 1, serijoms Balmera ir tt Dėl duoto n 0 skaičius n priima visas sveikųjų skaičių reikšmes, prasidedančias nuo n 0 + 1.
Maksimalus ilgis bangų serija Lymanas(3.12.3) atsakymai n= 2, tai yra l max = 2 πс/w min = 8 Su/3R= 121,6 nm. Atitinkamai spektrinė linija vadinama vandenilio rezonanso linija.
Su augimu n linijų dažnis kiekvienoje serijoje linkęs į ribinę reikšmę, kuri vadinama serijos riba (2.1 pav.). Už serijos ribos spektras nesibaigia, o tampa tęstinis. Tai būdinga ne tik visoms vandenilio serijoms, bet ir kitų elementų atomams.
Taigi, mus dominanti Balmerio serija yra spektro diapazone nuo 365 nm iki 656 nm, ty iš tikrųjų visos pagrindinės jos linijos yra matomoje spektro srityje.
Rutherfordo eksperimentai. Branduolinis modelis atomas.
Radiacija elektromagnetines bangasįmanoma su pagreitėjusiu krūvių judėjimu. Atomas kaip visuma yra elektriškai neutralus. Kita vertus, žinoma, kad atome yra neigiamai įkrautų elektronų. Todėl jame taip pat turi būti teigiamai įkrautų dalelių.
Šiuo metu priimtą atomo modelį pasiūlė Rutherfordas, remdamasis savo dalelių sklaidos eksperimentų rezultatais.
Šiuose eksperimentuose labai plona aukso folija buvo apšvitinta - dalelių pluoštu su gana puiki energija. -dalelės yra viena iš dalelių rūšių, kurias išskiria tam tikros medžiagos, kai radioaktyvusis skilimas. Tuo metu dalelės masė () ir jos teigiamas krūvis, lygus dvigubai elementarus krūvis(elektronų krūvio modulis). Praeinant pro foliją, dalelės buvo išsklaidytos medžiagos atomų, t.y. tam tikru kampu nukrypo nuo pradinės krypties. Išsklaidytos dalelės buvo registruojamos šviesos blyksniais, kurie įvyko, kai jos atsitrenkė į ekraną, padengtą cinko sulfidu.
Atlikus eksperimentus paaiškėjo, kad beveik visos dalelės prasiskverbė pro foliją, nukrypdamos labai mažai dideli kampai. Tačiau buvo mažas kiekis-dalelės, kurios buvo nukreiptos labai dideliais kampais (beveik iki 180). Išanalizavęs eksperimento rezultatus, Rutherfordas priėjo prie išvados, kad toks stiprus − dalelių deformacija yra įmanoma, kai jos sąveikauja su teigiamai įkrauta atomo dalimi, kurioje koncentruojasi jo didžioji dalis.
Šios dalies matmenis galima įvertinti, jei darysime prielaidą, kad po „elastingo susidūrimo“ su teigiamai įkrauta atomo dalimi − dalelė yra išmetama atgal priešinga kryptimi. Norėdami tai padaryti, turime susilyginti kinetinė energija−dalelės į potenciali energija jo sąveika su šia atomo dalimi tuo metu, kai dalelė sustoja:
, (2.6)
Kur V- dalelių greitis, 2e – jos pavedimas, Ze – teigiamos atomo dalies krūvis yra mažiausias atstumas, per kurį dalelė gali priartėti prie teigiamos atomo dalies atominė fizikaĮprasta naudoti Gauso vienetų sistemą). Įdėjus šią lygybę Z= 79 (auksas), V=10 , =4 1,66 10 g = 6,6 10 g, gauname
Prisiminkime, kad tiriant dujų savybes metodais kinetinė teorija, galima nustatyti atomų dydžius. Tokiu būdu rasti visų atomų dydžiai yra maždaug 10 cm. Taigi teigiamos atomo dalies dydis buvo kelios eilės mažesnio dydžio atomas.
Remdamasis šiais skaičiavimais, Rutherfordas pasiūlė branduolinis (arba planetinis) atomo modelis. Jame sutelktas visas teigiamas krūvis ir beveik visa atomo masė šerdis, kurio dydis yra ≈ 10 cm, yra nereikšmingas, palyginti su atomo dydžiu. Elektronai juda aplink branduolį, užimdami didžiulį plotą, palyginti su branduoliu, kurio linijinis dydis yra 10 cm.
Tačiau jei priimsime šį modelį, taps neaišku, kodėl elektronai nepatenka į branduolį. Tarp elektrono ir branduolio yra tik Kulono jėga patrauklumas. Todėl elektronas negali būti ramybėje. Jis turėtų judėti aplink šerdį. Bet šiuo atveju pagal įstatymus klasikinė fizika, ji turi skleisti ir visais dažniais, o tai prieštarauja patirčiai. Prarasdamas energiją, elektronas turi kristi į branduolį (atomas bus išmestas). Apskaičiuota, kad visa jo energija bus išspinduliuota maždaug per 10 s. Tai bus atomo „gyvenimo laikas“.
Boro postulatai.
Absoliutus nestabilumas planetinis modelis Rutherfordas ir tuo pačiu nuostabus atomų spektrų dėsningumas, o ypač jų diskretiškumas, paskatino danų fiziką N. Bohrą suformuluoti (1913) du svarbiausius postulatus. kvantinė fizika:
1. Atominė skardinė ilgą laiką būti tik tam tikruose, vadinamuosiuose stacionarios būsenos, kurioms būdinga diskrečiųjų vertybių energijos E 1 , E 2 , E 3, ... Šiose valstybėse, priešingai klasikinė elektrodinamika, atomas nespinduliuoja.
2. Kai atomas pereina iš stacionarios būsenos su didesne energija E 2 į stacionarią būseną su mažesne energija E 1 išspinduliuojamas šviesos (fotono) kvantas su energija ћw:
(2.7)
Tas pats santykis galioja ir absorbcijos atveju, kai krintantis fotonas perkelia atomą iš žemesnio energijos lygio E 1 į aukštesnę E 2, o jis pats dingsta.
Ryšys (2.7) vadinamas Boro dažnio taisykle. Atkreipkite dėmesį, kad atomas pereina į aukštesnįjį energijos lygiai gali atsirasti ir dėl susidūrimų su kitais atomais.
Taigi atomas iš vienos stacionarios būsenos į kitą juda šuoliais (jie vadinami kvantiniais). Bohro teorijoje lieka atviras klausimas, kas nutinka atomui pereinamojo proceso metu.
Franko ir Hertzo eksperimentai.
Šie eksperimentai buvo atlikti 1913 m. duota tiesioginis įrodymas atominių būsenų diskretiškumas. Eksperimentų idėja yra tokia. Neelastingo elektrono susidūrimo su atomu metu energija perduodama iš elektrono į atomą. Jei vidinė atomo energija nuolat kinta, tai bet kokia energijos dalis gali būti perduota atomui. Jei atomo būsenos yra diskrečios, tai jo vidinė energija susidūrus su elektronu taip pat turėtų pasikeisti
diskretiškai - į vertes, lygias atomo vidinės energijos skirtumui nejudančiose būsenose.
Todėl kai neelastingas susidūrimas Elektronas gali perduoti atomui tik tam tikras energijos dalis. Juos išmatavus galima nustatyti vidinių energijų reikšmes stacionarios būsenos atomas.
Tai turėjo būti išbandyta eksperimentiškai naudojant instaliaciją, kurios schema parodyta 2.2 pav. Cilindre su gyvsidabrio garais, kurių slėgis yra apie 1 mmHg. („130 Pa) buvo trys elektrodai: KAM- katodas, SU- tinklelis ir A- anodas.
Dėl karšto katodo termioninės emisijos išskiriami elektronai buvo pagreitinti dėl potencialų skirtumo V tarp katodo ir tinklelio. Dydis V galima sklandžiai keisti. Tarp tinklelio ir anodo buvo sukurtas silpnas lėtinantis laukas, kurio potencialų skirtumas yra apie 0,5 V.
Taigi, jei koks nors elektronas praeina per tinklelį, kurio energija yra mažesnė nei 0,5 eV, tada jis nepasieks anodo. Anodą pasieks tik tie elektronai, kurių energija praeinant per tinklą yra didesnė nei 0,5 eV, sudarydami anodo srovę. aš, galima išmatuoti. 2.3 pav
Eksperimentuose buvo tiriama anodo srovės priklausomybė aš(matuojama galvanometru G) nuo greitinančios įtampos V(matuojama voltmetru V). Gauti rezultatai pateikti grafike 2.3 pav. Maksimumai atitinka energijos vertes
E 1 = 4,9 eV, E 2 = 2E 1 , E 3 = 3E 1 ir kt.
Tokio tipo kreivė paaiškinama tuo, kad atomai iš tikrųjų gali sugerti tik atskiras energijos dalis, lygias 4,9 eV.
Kai elektronų energija yra mažesnė nei 4,9 eV, jų susidūrimai su gyvsidabrio atomais gali būti tik elastinga(jokių pokyčių vidinė energija atomai), o elektronai pasiekia tinklelį energijos, kurios pakanka stabdymo potencialo skirtumui tarp tinklelio ir anodo įveikti. Kada veikia greitėjimo įtampa V tampa lygus 4,9 eV, elektronai pradeda patirti šalia tinklo neelastingas susidūrimų, atiduodamas visą energiją gyvsidabrio atomams, ir nebepajėgs įveikti stabdymo potencialo skirtumo erdvėje už tinklelio. Taigi, prie anodo A Gali patekti tik tie elektronai, kurie nepatyrė neelastinio susidūrimo. Todėl pradedant nuo 4,9 greitinančios įtampos IN anodo srovė aš sumažės.
At tolesnis augimasįsibėgėjant įtampai, pakankamam elektronų skaičiui po neelastinio susidūrimo pavyksta įgyti energijos, reikalingos stabdymo laukui už tinklelio įveikti. Prasideda naujas srovės padidėjimas aš. Greitėjimo įtampai padidėjus iki 9,8 IN, elektronai po vieno neelastinio susidūrimo (maždaug įpusėjus, kai pavyksta įgyti energijos 4,9 eV) pasiekti tinklelį, kurio energija yra 4,9 eV, pakanka antrajam neelastiniam susidūrimui. Antrojo neelastinio susidūrimo metu elektronai praranda visą energiją ir nepasiekia anodo. Todėl anodo srovė aš vėl pradeda mažėti (antras maksimumas grafike). Vėlesni maksimumai paaiškinami panašiai.
Iš eksperimentinių rezultatų matyti, kad skirtumas tarp gyvsidabrio atomo pagrindinės būsenos ir artimiausios sužadintos būsenos vidinių energijų yra 4,9 eV, kuris įrodo atomo vidinės energijos diskretiškumą.
Vėliau panašūs eksperimentai buvo atlikti su kitų dujų atomais. Ir jiems buvo gauti būdingi potencialų skirtumai, jie vadinami rezonanso potencialais arba pirmaisiais sužadinimo potencialais. Rezonanso potencialas atitinka atomo perėjimą iš pagrindinės būsenos (su minimalia energija) į artimiausią sužadintą. Didesnio sužadinimo būsenoms aptikti buvo naudojama pažangesnė technika, tačiau tyrimo principas liko toks pat.
Taigi, visi tokio pobūdžio eksperimentai leidžia daryti išvadą, kad atomų būsenos keičiasi tik diskretiškai. Franko ir Hertzo eksperimentai patvirtina ir antrąjį Bohro postulatą – dažnių taisyklę. Pasirodo, kai greitėjimo įtampa pasiekia 4,9 IN pradeda skleisti gyvsidabrio garus ultravioletinė spinduliuotė kurių bangos ilgis 253,7 nm. Ši spinduliuotė yra susijusi su gyvsidabrio atomų perėjimu iš pirmosios sužadintos būsenos į pagrindinę būseną. Iš tikrųjų iš (2.7) sąlygos išplaukia, kad
Šis rezultatas gerai sutampa su ankstesniais matavimais.
Susijusi informacija.
IN normaliomis sąlygomis atomai neišskiria (kaip nejudančioje būsenoje). Norint sukelti atomų spinduliavimą, būtina padidinti jų vidinę energiją. Izoliuotų atomų spektrai yra riboti.
Be to, atomo, įskaitant vandenilio atomą, spektro linijos nėra atsitiktinai išdėstytos, bet yra sujungtos į grupes, kurios vadinamos spektrinėmis serijomis. Formulė, nustatykite bangos ilgio reikšmę kiekvienoje iš serijų: ν=1/λ=R(1/n 2 – 1/m 2). n=n+1, n+2,.. λ=1,2,3,… (serijinis failas) R=1,092*10m -1 Rydberg postas. IN bendras atvejis parašykite 1/λ=Rz 2 (1/n 2 – 1/m 2).
Ankstesnio fotono energija nuo n iki m lygio: hv=E m -E n =(hz 2 me 4 /(4πε 0) 2 2ħ 2)(1/n 2 -1/m 2).
Lymon serija – ν=1/λ=R(1/1 – 1/n 2), n=2,3,4...,UV srityje.
Balmer serija – ν=1/λ=R(1/2 2 – 1/n 2), n=3,4,5… matoma sritis ir šalia UV. Paschen serija – ν=1/λ=R(1/3 2 – 1/n 2), n=4,5,6…, infraraudonųjų spindulių sritis. Skleidžiama matomose ir artimose UV bangose. Visos kitos serijos yra IR šviesos srityje.
Boro postulatai. Bohro atominis modelis.
Pirmąjį bandymą suformuluoti elektronų judėjimą atome reglamentuojančius dėsnius padarė Bohras, remdamasis idėjomis, kad atomas yra stabili sistema, o energija, kurią atomas gali išspinduliuoti arba sugerti, yra kvantinė. 1) Siekdamas pašalinti pirmąjį Resenfordo modelio trūkumą, jis padarė prielaidą, kad iš visos (1) lygties išplaukiančių orbitų įvairovės gamtoje realizuojamos ne visos, o tik kai kurios stabilios orbitos, kurias jis pavadino stacionariomis, ir būdamas ant kurio atomas neišskiria ir nesugeria energijos. Stacionarios orbitos atitinka stabilias atomo būsenas, o šiose būsenose atomo turimos energijos susidaro atskiros serijos reikšmės: E1, E2, E3…,En. Judėjimas toliau stacionari orbita elektronas įgyja kampinį impulsą, kuris yra redukuotos kvantinės konstantos kartotinis
h(c); m (indeksas e) * v (ind. e) r = n h (c) (1), h (c) = n/2π, n=1,2,3... T.y. judant iš orbitos į orbitą, jis keičiasi dalimis, kurios yra h (c) kartotiniai.
(1) – Boro kontigacijos taisyklė arba stacionarių orbitų pasirinkimo taisyklė.
2) Siekdamas pašalinti 2-ąjį Rusenfordo modelio prieštaravimą, Bohras padarė prielaidą, kad atomas spinduliuoja arba absorbuoja energiją, kai atomas pereina iš vienos stacionarios būsenos į kitą. Su kiekvienu tokiu perėjimu išspinduliuojamas energijos kvantas, lygus skirtumui stacionarių būsenų kūnų energijos, tarp kurių įvyksta elektrono kvantinis šuolis, hν=En – Em (2) (n>m, spinduliavimas, n 2 postulatai: 1) Atomas turi stabilias arba stacionarias būsenas, o šios būsenos atomų energija sudaro atskirą reikšmių seką (stacionarių verčių postulatas) E1, E2, E3…En. 2) Bet koks spinduliavimas ar energijos sugertis turi atitikti atomo perėjimą iš vienos stacionarios būsenos į kitą. Su kiekvienu tokiu perėjimu skleidžiama monochromatinė spinduliuotė, kurios dažnis nustatomas pagal ν=(En – Em)/h(в) (Boro dažnio taisyklė). Bohro atominis modelis. 1913 m. Bohras priėmė naujus kvantinės mechanikos postulatus, pagal kuriuos subatominiame lygmenyje energija išskiriama tik dalimis, kurios vadinamos „kvantais“. Bohras žengė žingsnį toliau kvantinę teoriją ir pritaikė ją elektronų būsenai atominėse orbitose. Moksliškai kalbant, jis pasiūlė, kad elektrono kampinis impulsas būtų kvantuotas. Jis taip pat parodė, kad šiuo atveju elektronas negali būti savavališku atstumu nuo atomo branduolio, bet gali būti tik keliose fiksuotose orbitose, vadinamose „leistinomis orbitomis“. Tokiose orbitose esantys elektronai negali skleisti savavališko intensyvumo ir dažnio elektromagnetinių bangų, antraip jiems greičiausiai tektų persikelti į žemesnę, neišspręstą orbitą. Štai kodėl jie lieka savo aukštesnėje orbitoje, kaip lėktuvas savo išvykimo oro uoste, kai paskirties oro uostas uždarytas dėl blogo oro. Tačiau elektronai gali persikelti į kitą leistiną orbitą. Kaip ir daugumą reiškinių kvantinės mechanikos pasaulyje, šį procesą nėra taip lengva vizualizuoti. Elektronas tiesiog išnyksta iš vienos orbitos ir materializuojasi kitoje, neperžengdamas erdvės tarp jų. Šis efektas buvo vadinamas „kvantiniu šuoliu“ arba „kvantiniu šuoliu“. Todėl Bohro atomo paveiksle elektronai juda aukštyn ir žemyn orbitomis diskretiškais šuoliais – iš vienos leistinos orbitos į kitą, lygiai taip pat, kaip kylame aukštyn ir žemyn kopėčiomis. Kiekvieną šuolį būtinai lydi elektromagnetinės spinduliuotės energijos kvanto, kurį vadiname fotonu, išskyrimas arba sugertis. Vienas su kitu nesąveikaujančių atomų spinduliuotė susideda iš atskirų spektro linijų. Atsižvelgiant į tai, atomų emisijos spektras vadinamas linija. Fig. 12.1 paveiksle parodytas gyvsidabrio garų emisijos spektras. Kitų atomų spektrai turi tą patį pobūdį. Atominių spektrų tyrimas buvo raktas į atomų sandaros supratimą. Visų pirma buvo pastebėta, kad linijos atomų spektruose išsidėsčiusios ne atsitiktinai, o yra sujungtos į grupes arba, kaip jos vadinamos, linijų serijas. Aiškiausiai tai atsiskleidžia paprasčiausio atomo – vandenilio – spektre. Fig. 12.2 paveiksle parodyta dalis atominio vandenilio spektro matomoje ir artimoje ultravioletinėje srityje. Simboliai žymi matomas linijas, rodančias serijos ribą (žr. toliau). Akivaizdu, kad eilutės yra išdėstytos tam tikra tvarka. Atstumas tarp linijų natūraliai mažėja, kai pereiname nuo ilgesnių bangų prie trumpesnių. Šveicarų fizikas Balmeris (1885) atrado, kad šios vandenilio linijų serijos bangos ilgiai gali būti tiksliai pavaizduoti formule. kur yra konstanta, yra sveikasis skaičius, kurio reikšmės yra 3, 4, 5 ir kt. Jei pereisime nuo bangos ilgio prie dažnio (12.1), gausime formulę kur yra konstanta, vadinama Rydbergo konstanta švedų spektroskopijos vardu. Tai lygu Formulė (12.2) vadinama Balmerio formule, o atitinkama vandenilio atomo spektrinių linijų serija vadinama Balmerio eilute. Tolesni tyrimai parodė, kad vandenilio spektre yra dar kelios serijos. Ultravioletinėje spektro dalyje yra Lyman serija. Likusios serijos yra infraraudonųjų spindulių srityje. Šių eilučių eilutės gali būti pateiktos formulėmis, panašiomis į (12.2): Visų vandenilio atomo spektro linijų dažniai gali būti pavaizduoti viena formule: kur Lyman serijos reikšmė yra 1, Balmerio serija – 2 ir tt. Pateikus skaičių, skaičius įgyja visas sveikųjų skaičių reikšmes, pradedant išraiška (12.4), vadinama apibendrinta Balmerio formule. Didėjant kiekvienos serijos linijos dažniui, ji linkusi į ribinę vertę, kuri vadinama serijos riba (12.2 pav. simbolis žymi Balmerio serijos ribą). Atominiai spektrai, optiniai spektrai, atsirandantys laisviems arba silpnai surištiems atomams spinduliuojant arba sugeriant šviesą (elektromagnetines bangas); Ypač tokius spektrus turi monoatominės dujos ir garai. Atominiai spektrai atsiranda perėjimų tarp išorinių atomo elektronų energijos lygių metu ir stebimi matomoje, ultravioletinėje ir artimoje infraraudonųjų spindulių srityse. Atominiai spektrai stebimi ryškiaspalvių linijų pavidalu, kai dujos ar garai šviečia elektros lanku arba išlydyje (emisijos spektrai) ir tamsių linijų (absorbcijos spektrai). Rydbergo konstanta yra Rydbergo įvestas dydis, įtrauktas į energijos lygių ir spektrinių linijų lygtį. Rydbergo konstanta žymima kaip R. R = 13,606 eV. SI sistemoje, tai yra, R = 2,067 × 1016 s−1. Darbo pabaiga - Ši tema priklauso skyriui: De Broglie hipotezė ir jos ryšys su Bohro postulatais Schrödingerio lygtis fizikinė reikšmė.. termobranduolinės reakcijos.. termobranduolinės reakcijos branduolinės reakcijos tarp lengvųjų atomų branduolių vykstančios labai aukštoje temperatūroje.. Jei jums reikia papildomos medžiagos šia tema arba neradote to, ko ieškojote, rekomenduojame pasinaudoti paieška mūsų darbų duomenų bazėje: Jei ši medžiaga jums buvo naudinga, galite ją išsaugoti savo puslapyje socialiniuose tinkluose: Atomų sandaros modeliai. Rutherfordo modelis Boro postulatai. Elementari vandenilio atomo ir į vandenilį panašių jonų sandaros teorija (pagal Bohrą) Šriodingerio lygtis. Fizinė Schriodingerio lygties reikšmė Kvantinėje fizikoje Heisenbergo neapibrėžtumo principas yra pagrindinė nelygybė (neapibrėžtumo santykis), kuri nustato kvantinės sistemos charakteristikų poros vienu metu nustatymo tikslumo ribą. Banginė funkcija (būsenos funkcija, psi funkcija) yra sudėtingos reikšmės funkcija, naudojama kvantinėje mechanikoje grynai kvantinės mechaninės sistemos būsenai apibūdinti. Ar koeficientas Kvantinis skaičius yra bet kurio mikroskopinio objekto (elementariosios dalelės, branduolio, atomo ir kt.) kvantuoto kintamojo skaitinė reikšmė, apibūdinanti dalelės būseną. Nurodykite kvantines valandas Branduolinė fizinė prigimtis Radioaktyvumas – tai atomų branduolių savybė spontaniškai keisti savo sudėtį (krūvis Z, masės skaičius A), išspinduliuojant elementarias daleles arba branduolio fragmentus. Atitinkamas reiškinys Branduolinė grandininė reakcija yra pavienių branduolinių reakcijų seka, kurių kiekvieną sukelia dalelė, kuri pasirodė kaip reakcijos produktas ankstesniame sekos etape. Grandinės pavyzdys Elementarioji dalelė yra kolektyvinis terminas, reiškiantis subbranduolinio masto mikroobjektus, kurių negalima suskirstyti į sudedamąsias dalis. 
Atominės, kvantinės ir branduolinės fizikos pagrindai
Ką darysime su gauta medžiaga:
Tviteryje
Visos temos šiame skyriuje:
Atomas yra mažiausia chemiškai nedaloma cheminio elemento dalis, kuri yra jo savybių nešėjas. Atomas susideda iš atomo branduolio ir jį supančio elektronų debesies. Atomo branduolys susideda iš
Bohro postulatai yra pagrindinės prielaidos, kurias Nielsas Bohras suformulavo 1913 m., kad paaiškintų vandenilio atomo ir į vandenilį panašių jonų linijinio spektro modelį ir kvantinį jonų pobūdį.
Šriodingerio lygtis yra lygtis, apibūdinanti grynosios būsenos erdvės ir laiko pokytį, pateiktą bangos funkcija, Hamiltono kvantinėse sistemose.
Heisenbergo neapibrėžtumo santykis. Judesio aprašymas kvantinėje mechanikoje
Banginės funkcijos savybės. Kvantizavimas
Kvantiniai skaičiai. Sukite
Atomo branduolys yra centrinė atomo dalis, kurioje sutelkta didžioji jo masės dalis ir kurios struktūra lemia cheminį elementą, kuriam priklauso atomas.
Radioaktyvumas
Branduolinės grandininės reakcijos
Elementariosios dalelės ir jų savybės. Elementariųjų dalelių sistematika
Savybės: 1.Visi E. h-ieškinio objektai
