ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Ядерная модель атома из "Атомная физика " С помощью этого правила квантования нетрудно найти круговые стационарные орбиты водородоподобного атома и соответствующие энергии. В водородоподобном атоме электрон с зарядом е вращается вокруг ядра с зарядом Ze. Масса ядра много больше массы электрона. Поэтому ядро можно считать неподвижным, а электрон-движущимся вокруг ядра по окружности радиуса г. [c.86] Целое число п называется квантовым числом. [c.86] Эта формула описывает yjwBun энергии стационарных состояний электрона в атоме водорода (рис. 50). При п 00 уровни энергии сгущаются к своему предельному значению = 0. Состояние атома с наименьшей энергией (и = 1) называется основным. [c.87] Обобщение правил квантования на эллиптические орбиты. Круговые орбиты являются частным случаем орбиты электрона, движущегося в куло-новском поле ядра. В общем случае движение электрона происходит по эллиптическим орбитам. Обобщение правил квантования на эллиптические орбиты было выполнено Ч. Вильсоном и А. Зоммерфельдом. [c.87] В этом выражении в качестве обобщенных координат выбираются такие координаты, которые разделяются, т.е. в которых каждый импульс является функцией только от соответствующей обобщенной координаты q.. В качестве области интегрирования выбирается вся область изменения соответствующей переменной. [c.87] Условия (14.20) позволяют из всего мыслимого по классической теории множества движений выделить некоторое счетное множество фактически допустимых движений, т.е. прокван-товать движение системы. [c.87] Формула (14.30) по виду совпадает с формулами (13.1)-(13.5), найденными эмпирически для частот, излучаемых атомом водорода. Величина R, вычисленная по (14.31), при Z = 1 с очень большой точностью совпадает с величиной R в формулах (13.1)-(13.5), которая была найдена экспериментально. Формула (14.30), полученная на основе элементарной квантовой теории Бора, правильно описывает спектр атома водорода. [c.88] Различные серии в спектре излучения атома водорода образуются в результате перехода электрона с внешних орбит на определенную внутреннюю орбиту. [c.88] Серия Бальмера (13.1) испускается в результате переходов электрона с третьей, четвертой орбит и т.д. на вторую орбиту. Эти переходы показаны стрелками на рис. 49. Серия Лаймана (13.2) получается в результате переходов электрона со второй, третьей орбит и т. д. на первую орбиту (штриховые стрелки). Остальные серии соответствуют переходам на третью, четвертую орбиты и т. д. [c.89] Переходы, приводящие к излучению различных линий в спектре атома водорода, могут быть также изображены на схеме уровней энергии атома. На рис. 50 стрелками показаны переходы, приводящие к излучению линий серии Бальмера, Лаймана и Пашена. [c.89] Главной особенностью столкновений и-частиц достаточно большой энергии с атомами, свидетельствующей об ядерной модели атома, является изменение направления движения и-частиц в результате столкновения на очень большие углы, близкие к 180. [c.89] Это теоретическое значение для энергии ионизации находится в хорошем согласии со значением, полученным в результате экспериментальных измерений. [c.89] Учет движемия ядра. Это различие обусловлено конечностью массы ядра. При расчете водородоподобного атома, приведшего к формуле (14.19), предполагалось, что ядро неподвижно, т. е. имеет бесконечную массу. [c.90] В действительности же масса ядра ш, конечна. Поэтому фактически и электрон и ядро движутся вокруг общего центра масс. [c.90] Изотопический сдвиг спектральных линий. Аналогичное положение со сдвигом линий должно наблюдаться у изотопов атома водорода. Изотопами называются элементы, заряд ядра которых одинаков, а массы различны. Иначе говоря, ядра изотопов содержат одинаковое число протонов, но разное число нейтронов. Так как химические свойства элементов определяются строением внешней части электронной оболочки атома, то химические свойства изотопов весьма близки друг к другу, поскольку их электронные оболочки почти идентичны. Важнейшими из изотопов водорода являются дейтерий и тритий. Ядро атома дейтерия, называемое дейтроном, состоит из протона и нейтрона. Ядро атома трития, называемое тритоном, состоит из протона и двух нейтронов. [c.90] Различие в массах ядер различных изотопов приводит к сдвигу линий друг относительно друга в их спектрах излучения. Этот сдвиг линий называется изотопическим. [c.90] Эта разность частот надежно подтверждена экспериментом. [c.91] Недостатки теории Бора. 1Теория Бора явилась крупным niaroM в понимании новых квантовых закономерностей, с которыми столкнулась физика при изучении явлений микромира, отчетливо показала неприменимость классической физики для описания внутриатомных явлений. Эвристическая ценность теории Бора сохраняется до настоящего времени не давая всегда достаточно точных и надежных количественных результатов, она позволяет отчетливо классифицировать и качественно интерпретировать многие явления. [c.91] Вернуться к основной статье