Презентация. Квантовые постулаты Бора

Квантовая физика

Х

Квантовые постулаты Бора. Модель атома водорода по Бору

Цель урока: Раскрытие пути выхода из кризиса классической физики в объяснении устойчивости атома.

Квантовая физика

Х

Квантовые постулаты Бора. Модель атома водорода по Бору

Резерфорд указал на сходства атома с планетарной системой. Но так ли в действительности?

В планетарной модели атома Резерфорда электрон движется по окружности, а следовательно с ускорением. В электроди-намике Максвелла заряженная частица движущаяся с ускорением должна излучать. Излучение происходит с потерей энергии. Излучающий электрон должен постепенно терять энергию и приближаться к ядру до тех пор пока не упадет на него. На самом деле, в обычном состоянии атом не излучает и находится в устойчивом состоянии.

К тому же постепенно теряя энергию атом должен излучать в непрерывном спектре. На самом же деле наблюдается дискретный (линейчатый) спектр.

Сложность модели Резерфорда

Сплошной спектр

Спектр поглощения

Спектр испускания

Из теории Резерфорда вытекает:

1) атом должен непрерывно излучать свет ввиду непрерывного движения электронов вокруг ядра.

2) так как электрон может вращаться вокруг ядра атома с любой частотой, то в спектре излучения атомов должны быть всевозможные длины волн.

Сложность модели Резерфорда

Из теории Резерфорда вытекает:

3) При постоянном излучении энергия атомов убывает и движение электронов происходило бы по спирали. Но в этом случае электроны приблизились бы к ядру настолько, что упали бы на него под действием электрической силы притяжения, и электронная оболочка атома перестала бы существовать.

ЯДРО

Решение проблемы

Данную проблему разрешил Датский физик Нильс Бор. Он предложил революционную теорию строения атома.

Предположил, что электроны обладают некоторыми разрешенными устойчивыми орбитами, на которых они не излучают энергию. Только в случае, когда электрон переходит с одной орбиты на другую, он приобретает или теряет энергию, причем величина, на которую изменяется энергия, точно равна энергетической разности между двумя орбитами.

Решение проблемы

По теории Бора переходя из состояния с большей энергией в состояние с меньшей энергией электрон испускает фотон.

При поглощении фотона, электрон переходит в состояние с большей энергией.

Запустить анимацию

+

-

Орбита (состояние) с большей энергией

Орбита (состояние) с меньшей энергией

Постулаты Бора

Первый постулат Бора гласит : атомная система может находиться только в особых стационарных, или квантовых, состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия Е п ; в стационарном состоянии атом не излучает.

Второй постулат Бора гласит: излучение света происходит при переходе атома из стационарного состояния с большей энергией Е к в стационарное состояние с меньшей энергией Е п . Энергия излучаемого фотона равна разности энергий стационарных состояний.

• h ν =  En  –  Em , где   m  = 1,2,3...;  n  =  m  + 1,  m  + 2,  m  + 3...
• где h  = 6,63·10–34 Дж·с – постоянная Планка, ν – частота фотона.
• Оба постулата находятся в противоречии с законами классической физики, но они хорошо согласуются с экспериментальными данными.