ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Природа спектральных термов из "Оптические спектры атомов " С самого начала было ясно, что спектральные термы должны иметь определенный физический смысл, а соотношение (4) 1 (соотношение Рид-берга) — связь с механизмом испускания спектральных линий. Однако истинную природу сериальных термов удалось выяснить лишь Бору через тридцать с лишним лет после Ридберга. Одновременно Бор показал, что соотношение Ридберга выражает собою один из основных законов физики, которому подчиняется процесс лучеиспускания. [c.14] У щелочных металлов самым глубоким является уровень 1S, энергетически ближайшим к нему — уровень 2Р (рис. 6) на него легче всего и перевести атом с нормального уровня 1S. [c.15] Обратному переходу с уровня 2Р на уровень 1S соответствует испускание головной линии главной серии v=lS — 2Р. Таким образом объясняется тот факт, что эта линия является наиболее характерной для всего спектра и что она возбуждается легче других линий. Для получения следующих линий в спектре надо сообщить атому больше энергии, чтобы перевести его на более высокие энергетические уровни. [c.15] Излучение происходит при переходе атома из стационарного состояния с большей энергией в стационарное состояние с меньшей энергией поглощение света, как мы указали, связано с обратным переходом. Так как нормально атом находится в состоянии с наименьшей энергией, то. следовательно, атом может поглощать свет только тех длин волн. которые совпадают с длинами волн спектральных линий, возникающих при переходе атома с более высоких уровней на нормальный, т. е. линий главной серии. Это, как уже отмечалось, действительно и подтверждается на опыте. [c.16] Положение уровней может быть проверено непосредственными опытами. Прежде всего сюда относятся опыты с электронным ударом (рис. 7). В центре эвакуируемого- сосуда установлен горячий катод К. Испускаемые им электроны ускоряются полем, приложенным между катодом и анодом А, имеющим вид цилиндра из металлической сетки. Расстояние между катодом и анодом выбирается настолько малым, чтобы электроны проходили его без столкновений с атомами исследуемого пара, заполняющего сосуд. Благодаря этому энергия электронов, достигающих анода, равна eV, где V — разность потенциалов между катодом К и анодом А. Второй, более широкий металлический цилиндр А поддерживается при том же потенциале, что анод. Таким образом, электроны, проскочив через отверстия сетчатого анода, движутся далее в пространстве, свободном от поля, с постоянной энергией. В этом пространстве осуществляются столкновения электронов с атомами пара. Возникающее при этом свечение можно наблюдать через окошко в верхней части сосуда (опыты Франка — Герца и др.). [c.16] Пока энергия электрона eV настолько мала, что он не может перевести атом из нормального состояния в энергетически ближайшее стационарное состояние, столкновение происходит упруго и при этом никакого свечения не наблюдается. Как только энергия электрона окажется достаточной для перевода атома в следующее стационарное состояние, она будет практически целиком передаваться атому при столкновении (благодаря тому, что масса электрона много меньше массы атома). [c.17] Таким образом, при постепенном увеличении энергии возбуждающих электронов не наблюдается свечения, пока энергия электронов не достигнет значения eVj., достаточного для перевода атома из нормального в ближайшее состояние с большей энергией. Тогда начинает испускаться одна единственная линия с длиной волны, определяемой соотношением (4). Эту линию и соответствующий ей потенциал ускоряющего поля принято называть резонансными. При дальнейшем увеличении энергии электронов появляются все линии спектра, одна за другой. [c.17] Когда энергия становится достаточной, чтобы удалить электрон из атома, происходит процесс ионизации атома. Соответствующий потенциал носит название потенциала ионизации. [c.17] У щелочных металлов, как видно из схемы уровней (см. рис. 6), резонансной линией является головная линия главной серии v=lS — 2Р. Для случая натрия это будет желтая D-линия соответствующий ей резонансный потенциал равен 2,1 в. И действительно, при пропускании через пары натрия электронов с энергией, меньшей чем 2,1 эв, не наблюдается никакого свечения. При энергии электронов в 2,1 эв появляется лишь желтая линия. При дальнейшем увеличении энергии ударяющих электронов появляются осталь-. ные линии. Совершенно аналогичные явления имеют место у прочих щелочных металлов. [c.17] В опытах Вуда эти линии остались незамеченными. [c.18] Вернуться к основной статье