Планетарна атомен модел, използван да обясни резултатите от експерименти на разсейване на алфа-частици на веществото, но като затруднено обосновава основните стабилност атома.
Първият опит за изграждане на качествено ново - квантов - теория на атома е направен през 1913 г. от Нилс Бор. Той си постави за цел да се свържат заедно емпиричните закономерности на линия спектри, ядрената атомен модел на Ръдърфорд и квантовата природа на излъчване и поглъщане на светлината. В основата на неговата теория Бор ядрената модел на Ръдърфорд. Предполага се, че електроните се движат около ядрото в кръгови орбити. Кръгови движения дори при постоянна скорост се ускори. Този ускорен заряд движение еквивалентно на AC, което създава пространство с променяща електромагнитно поле. Създаването на тази област консумира енергия. Полето на енергия могат да бъдат създадени в резултат на енергия на електрона с ядрото на Кулон взаимодействие. В резултат на това на електрона трябва да се движат в една спирала и да падне в ядрото. Опитът обаче показва, че атомите - много стабилна формации. Ние стигаме до извода, че резултатите от класическата електродинамика, въз основа на уравненията на Максуел, не се прилагат за рамките на атомни процеси. Необходимо е да се намерят нови модели. В основата на неговата теория на атома, Бор следните постулати.
Произход Бор постулат (постулира стационарни състояния) в атома има стационарна (не се променят с течение на времето) състоянието, в което тя не излъчва енергия. Стационарни състояния съответстват атом стационарна орбита, чрез които да се движат електрони. Движението на електроните по стационарните орбити не е придружен от излъчването на електромагнитни вълни.
Този постулат е в противоречие с класическата теория. В стационарно състояние, електрон на атом движи по кръгова орбита, трябва да има отделни квантовата стойности на ъгловата скорост.
втори постулат Бор (обикновено честоти) при прехода на електрон от една орбита в друга неподвижна излъчваната (абсорбират) с фотонна енергия
равна на разликата на енергия съответните неподвижни състояния (ен и Ем - съответно на енергията на стационарни състояния на атома преди и след облъчване / абсорбция).
Преходът на електрон от орбита с номер съм орбита под номер п съответства на преход от състояние на атом с енергия Em в състояние с енергия En (фиг. 4.1).
Фиг. 4.1. постулати на Бор на обяснителните бележки
Когато En> Em настъпва фотон радиация (от атомната преход в състоянията с по-високо енергийно състояние на по-ниска енергия, т.е.. Е. прехода на електрон от по-далечна орбита в близкия ядра) с En <Еm – его поглощение (переход атома в состояние с большей энергией, т. е, переход электрона на более удаленную от ядра орбиту). Набор возможных дискретных частот
квантовата преходи и определя линия спектър атом.
теория Бор обяснено брилянтно експериментално наблюдава линия спектър на водород.
Напредъкът в областта на теорията на водородния атом са били получени с цената на отказ от основните принципи на класическата механика, които в продължение на повече от 200 години със сигурност е честно. Ето защо, много важно е директен експериментално доказателство за валидността на постулати на Бор, особено първият - за съществуването на стационарни състояния. Вторият постулат може да се разглежда като следствие от закона за запазване на енергията и на хипотезата за съществуването на фотони.
Германски физици D. G. Франк и Херц, изследване чрез забавяне потенциал сблъсък на електрони с атоми на газ (1913). Експериментално потвърди наличието на стабилни състояния и дискретни енергийни стойности атома.
Въпреки несъмнено успеха на концепция Бор както се прилага към водородния атом, че не е възможно, за които е било възможно да се конструира количествен теория на спектъра, да се създаде такава теория към следващата за водородния атом на хелий въз основа на идеи Бор. В сравнение с хелий атом и по-сложни атома теория Бор е свързано с високо качество (макар много важно) заключение. Подаване на определени орбити в която електронните движи в Бор атом, се оказа много произволни. В действителност, движението на електроните в един атом има малко общо с движението на планетите в техните орбити.
В момента с помощта на квантовата механика може да отговори на много въпроси, свързани със строежа и свойствата на атомите на всички елементи.
5. Основните принципи на квантовата механика:
Вълновата функция и нейното физически смисъл.
От съдържанието на предходните два параграфа, от това следва, че корелира с процеса на вълна с микрочастици, което съответства на неговото движение, така че състоянието на частицата в квантовата механика описва вълновата функция. което зависи от координатите и у време (х, у, Z, т). Специфичната форма на у-функция зависи от състоянието на частицата, естеството на сили, действащи върху него. Ако поле сила, действаща на частицата е в покой, т.е. не-проводящ в зависимост от времето, у-функция може да бъде представена като продукт на два фактора, един от които е време зависи и от друга - на координати:
В това, което следва, ние разглеждаме само стационарния държавата. у-функция е вероятност характеристика състояние на частиците. За да се илюстрира това, умствено изолира достатъчно малък обем. в който стойностите на у-функции ще бъдат разгледани идентични. След това вероятността за намиране на частицата в DW Ob-Бирмингам е пропорционално на нея, в зависимост от квадрата на модул у-функция (квадратен модула на амплитудата на вълните на де Бройл):
От това следва, физическия смисъл на вълновата функция:
Квадратът на функцията на вълната е значима вероятност-ност, т.е. плътност вероятността за намиране на частиците в единица обем в близост до точката с координати X, Y, Z а.
Интегриране на уравнение (3.2) с обем, вероятността за намиране на частиците в този обем в стационарна поле:
Ако е известно, че на частиците е в рамките на обема в литри, интегралната-Gral експресията (3.4), пое обем V на, трябва да бъде равна на една:
- състояние нормализиране у-функция.
За вълна функция е цел характеристика с стоящи микрочастиците, тя трябва да бъде ограничен, недвусмислено, непрекъсната прекъснат. тъй като вероятността да не може да бъде по-голям от една страна, не може да бъде двусмислено стойност, и не може да се промени рязко. Така, състоянието на микрочастицата е напълно определя от функцията на вълната. Частицата могат да бъдат открити във всяка точка в пространството, където функцията на вълната е нула.
Свързани статии