Спектр атома водородапо теории Бора
Пусть электрон вращается вокруг ядра по одной из разрешенных правилом квантования круговой стационарной орбите. Решая совместно это уравнение с уравнение движения электрона найдем радиусы стационарных («неизлучающих») орбит: гдеn= 1, 2, 3… Самой близкой к ядру орбите соответствует значение n = 1 (боровский радиус): Полная энергия электрона в атоме водорода будет складываться из его кинетической энергии и потенциальной энергии взаимодействия в электростатическом поле ядра : Подставив в эту формулу радиусы орбит для стационарных состояний, получим, что энергия электрона может принимать только дискретные (квантованные) значения: Подстановка значений физических постоянных в эту формулу позволяет определить минимальную энергию (n = 1) атома водорода –13,6 эВ. Это состояние называется основное состояние. Состояния сn>1 называются возбужденными. Энергия ионизации – энергия необходимая для отрыва электрона, находящегося в основном состоянии, от атома. Для атома водорода Согласно второму постулату Бора при переходе электрона с одной стационарной орбиты с энергией на другую стационарную орбиту с энергией < атом испускает квант света с частотой Эта формула в точности совпадает с эмпирической (полученной опытным путем) формулой Ридберга для спектральных серий атома водорода, если положить что Подстановка значений физических постоянных в эту формулу позволяла определить теоретическое значение постоянной Ридберга, которое очень хорошо совпала с экспериментальным значением. Корпускулярно-волновой дуализм свойств веществ. Гипотеза де Бройля. Дифракция электронов и нейтронов. Волновые свойства микрочастиц и соотношения неопределённостей. Квантовые состояния. Волновая функция и её статистический смысл. В 1924 г. французский физик Луи де Бройль выдвинул гипотезу о том, что дуализм не является особенностью только оптических явлений, а имеет универсальный характер: не только фотоны, но и электроны и любые другие микрочастицы материи обладают волновыми свойствами. Согласно де Бройлю, с каждым микрообъектом связываются, с одной стороны, кор-пускулярные характеристики – энергия Е и импульс р, а с другой – волновые характе-ристики – частота и длина волны . В 1961 г. К. Йенсен провел опыты по дифракции электронов на двух щелях – прямой аналог опыта Юнга для видимого света. В результате попадания большого числа электронов на фотопластинке наблюдалась типичная интерференционная картина в виде чередующихся максимумов и минимумов, полностью аналогичная интерференционной картине для видимого света. Позднее была обнаружена дифракция протонов, нейтронов и атомов водорода. Так было экспериментально доказано наличие у всех микрочастиц волновых свойств. Подтвержденная экспериментально гипотеза де Бройля о корпускулярно-волновом дуализме свойств вещества коренным образом изменила представления о свойствах микрообъектов.Характер дифракционной картины свидетельствует о том, что на движение каждого электрона оказывают влияние оба отверстия. Такой вывод не совместим с представлением о траекториях, т. к. в прохождении каждого электрона участвуют оба отверстия – и первое, и второе. И так, основное отличие микрочастицы от привычной для нас макрочастицы заключается в том, что она не обладает одновременно определенными значениями координаты и импульса, вследствие чего применительно к микрочастице понятие траектории утрачивает смысл. («Длина волны в данной точке»! – абсурд!)
Следствия из соотношений неопределенностей: • если микрочастица находится в состоя-нии с точным значением координаты, проекция ее импульса оказыва-ется совершенно неопределенной и наоборот; • чем больше масса частицы, тем меньше неопределенности ее координаты и скорости; •для энергии и времени соотношение неопределенностей примет вид: гдеЕ– неопределенность энергии микро-частицы в момент ее измерения, t– неопределенность длительности про-цесса измерения; •частота излучения фотона также долж-на имеет неопределенность , , т. е. спектральные линии должны ха-рактеризоваться частотой • измеряя ширину спектральной линии можно оценить порядок времени суще-ствования атома в возбужденном состо-янии. Волновая функция должна быть: •конечной (вероятность не может быть больше единицы); •однозначной (вероятность не может быть неоднозначной величиной); •непрерывной (вероятность не может изменяться скачком). Кроме того, она должна иметь непрерыв-ные и конечные производные.
Популярное: Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (366)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |