Постулаты Бора (Презентация к уроку)

Постулаты Бора

• Модель Резерфорда + идеи Планка
• Бор связал в единое целое: закономерности линейчатого спектра атома водорода, ядерную модель атома Резерфорда, квантовый характер излучения и поглощения
• I постулат: стационарные состояния

I постулат – постулат стационарных состояний

• существуют особые, стационарные состояния атома, находясь в которых атом, не излучает энергию, при этом электроны в атоме движутся с ускорением. Каждому стационарному состоянию соответствует определенная энергия Еп.

Идеи

• Квантованность (дискретность) энергетических состояний
• Отсутствие излучения

Противоречит электродинамике Максвелла

• Энергия электронов любая
• Электрон (движется с ускорением) – атом излучает

II постулат – правило частот

• излучение света происходит при переходе атома из стационарного состояния с большей энергией Ek в стационарное состояние с меньшей энергией Еп.
• Энергия излученного фотона равна разности энергий стационарных состояний:

• При поглощении света атом переходит из стационарного состояния с меньшей энергией в стационарное состояние с большей энергией.

Идея

Противоречит электродинамике Максвелла

• Частота свидетельствует не об особенностях движения электрона, а лишь об изменении энергии атома

• Различным энергетическим состояниям атома соответствуют энергетические уровни (горизонтальные линии)
• Переходу электрона с одной орбиты на другую соответствует переход атома из состояния из состояния с энергией Ек в состояние с энергией Е n . Этот переход на энергетической диаграмме обозначается вертикальной стрелкой

Основное состояние атома

• - состояние атома, в котором все электроны находятся на стационарных орбитах с наименьшей возможной энергией .
• Все другие состояния атома называются возбуждёнными.

III постулат – квантование электронных орбит

• В стационарном состоянии электрон может двигаться только по такой разрешенной орбите, радиус которой удовлетворяет условию

mVr=nh

mV – импульс электрона

n – номер квантового состояния

n =1,2,3,…

Сравнение энергетических уровней с планетарной моделью

• В энергетической модели орбит нет, указываются энергии атома в определенных состояниях
• Речь идет не о перескоках электронов с орбиты на орбиту, а об переходе атома из состояния с большей энергией в состояние с меньшей энергией

Сравнение энергетических уровней с планетарной моделью

• Расстояния между орбитами имеют геометрический смысл, а между уровнями – энергетический

Модель атома водорода по Бору

• Радиусы стационарных орбит квантованы, т. е. имеют дискретные значения, пропорциональные квадрату главного квантового числа.

- наименьший радиус орбиты

Энергия стационарного состояния

• где п = 1, 2, 3, ... .
• Энергия электрона в атоме принимает не любые, а дискретные значения, т. е. квантуется.

Энергия основного состояния электрона в атоме водорода:

n=1

• Состояния с n= 2,3,4,… соответствуют возбужденным состояниям

R – постоянная Ридберга

• Все частоты излучений атома водорода. Они составляют ряд серий, каждая из которых образуется при переходах атома в одно из энергетических состояний со всех верхних энергетических состояний (состояний с большей энергией).

Серии излучения атома водорода:

а) переходы между орбитами стационарных состояний;

б) переходы между энергетическими уровнями

• Расстояние между уровнями все более и более сокращаются, приближаясь к нулю, по мере подхода электрона к свободному состоянию
• n  бесконечность
• При больших квантовых числах, энергия изменяется непрерывна, что характерно для классической физики.

• Переходы в первое возбужденное состояние (на второй энергетический уровень) с верхних уровней образуют серию Бальмера.

• Эти переходы изображены стрелками. Красная, зеленая и две синие линии в видимой части спектра водорода

Поглощение света

• Поглощение света — процесс, обратный излучению. Атом, поглощая свет, переходит из низших энергетических состояний в высшие. При этом он поглощает излучение той же самой частоты, которую излучает, переходя из высших энергетических состояний в низшие.