Лекция 4. Опыты Франка и Герца. Экспериментальное доказательство дискретности атомных состояний
Франк и Герц (1912-1914 годы), не зная теории Бора, ставили перед собой задачу об измерении потенциалов ионизации некоторых атомов, в частности, атомов ртути. Упругоеи неупругоестолкновение двух тел. При упругом столкновении внутренняя энергия сталкивающихся тел не изменяется. При неупругом столкновении происходит изменение их внутренней энергии. Наблюдая потери энергии электронов при их столкновениях с атомами, можно изучать процесс поглощения энергии атомами.
Рис.1.10 Расстояние между соседними максимумами также равно 4,9 В. Вначале
Объяснение этого результата: при достаточно малой величине энергии электронов (при малом ускоряющем напряжении) их столкновения с атомами носят упругий характер. Поэтому с увеличением напряжения ток изменяется так же, как в случае вакуумной лампы. При достижении потенциала 4,9В столкновения электронов с атомами становятся неупругими (электрон теряет свою энергию, а атом ее поглощает). Рис.1.11 Это вытекает из того, что при дальнейшем увеличении ускоряющего напряжения ток резко падает. Значит, электроны, отдав свою энергию атомам, не в состоянии преодолеть тормозящий промежуток между коллектором и сеткой Опыты Франка и Герца подтвердили также второй постулат Бора. Опыты Франка и Герца показали, что атомы ртути переходят в возбужденное состояние с энергией
Таким образом, при неупругих столкновениях электронов с атомами ртути должно возникать излучение с длиной волны около 2520 Å. Опыты подтвердили существование излучения с длиной волны правило: спектр и уровни энергии однократно ионизованного атома с номером Z+1, двукратно ионизованного атома с номером Z+2 и т.д. аналогичны спектру и уровням энергии атома с порядковым номером Z. Многочисленные эксперименты доказали справедливость квантовых постулатов Бора, которые находятся в резком противоречии с классическими представлениями. Теория Бора позволила объяснить многие накопленные к тому времени экспериментальные факты. Однако квантовые представления Бора и его теория обладают принципиальными недостатками: а) второй постулат фактически находится в противоречии с первым постулатом: стационарность состояний означает, что в этих состояниях атом может существовать во времени бесконечно долго. Тогда непонятно, почему атом совершает переходы между стационарными состояниями, каков механизм этих переходов. Кроме того, частота линии излучения (или поглощения) при таких переходах считается строго фиксированной. Между тем опыт показывает, что спектральная линия имеет конечную ширину, т.е. она характеризуется некоторым набором частот вблизи средней частоты перехода; б) теория Бора позволяет вычислить частоты (длины волн) спектральных линий, но не дает никаких рецептов для вычисления их интенсивностей. Расчет интенсивности проводился классическими методами; в) теория Бора была лишь теорией атома водорода и водородоподобных атомов. Попытки обобщения теории на другие атомы, в частности, на случай следующего атома – атома гелия к положительным результатам не привели, хотя в то время уже существовали приближенные методы решения задачи трех тел, обеспечивающие достаточно высокую точность; г) самое главное - теория Бора не являлась логически последовательной теорией. Она строилась на основе классических представлений, которые дополнялись квантовыми постулатами. Поэтому она не была уже чисто классической теорией, но и не была еще чисто квантовой.
Популярное: Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... ![]() ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (694)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |