Модель атома вещества по Бору.

Нильс Бор изучая спектры поглощения и испускания атомов водорода обнаружил, что они имеют линейчатый характер, что атомы излучают энергию дискретно, т.е. определенными порциями, в то время как по Резерфорду электрон двигаясь вокруг ядра должен изменять свою энергию непрерывно и, в конечном счете упасть на ядро, но оказалось, что реальные атомы устойчивы и излучают энергию дискретно, на основании чего не отвергая модели Резерфорда, приписал ей два постулата несвойственных по классическим представлениям свойств.

Свою теорию Бор изложил в виде двух постулатов:

1. Электрон, двигаясь вокруг ядра, энергии не излучает.

2. Электрон может вращаться вокруг ядра только по некоторым круговым орбиталям, удовлетворяющим отношению (1). Эти орбитали называются стационарными.

n – число натурального ряда (1;+) главное квантовое число, его значение задаёт радиус стационарной орбиты и определяет энергетическое состояние в атоме.

Учитывая, что для электрона в атоме возможен набор энергетических состояний. Причём только одно состояние будет стационарным, а другие возбуждёнными состояниями.

3. Любое испускание или поглощение энергии атомов происходит при переходе атома из одного стационарного состояния в другое. При переходе атома из стационарного состояния с энергией E_n в состояние с энергией E_m излучается или поглощается квант, частота которого определяется уравнением:

h – постоянная Планка

– частота электромагнитного излучения поглощённого или излучённого атомом.

Модель Бора в противоречие моделей Резерфорда не снимало квантование энергии атомов, физически не объясняла, а искусственно постулировала - стала фундаментальной для квантовой механики.

Квантово механическая модель атома.

(В результате развития учения строения атома с одной стороны и природы света с другой.)

В начале XX века в физике утвердился принцип «корпускулярно-волнового дуализма». Свет распространяется как электромагнитная волна, но линейчатый характер спекторов атома водорода, явление фотоэффекта, свидетельствует, что свет есть поток частиц, такая двойственность природы света позволили Де Бройлю в 1924 году высказать гипотезу, что всякая микрочастица (в том числе электрон) ведут двойственные свойства.

,

т.е. частица массы m двигаясь со скоростью , может стать источником электромагнитного излучения с длиной волны . Волновые свойства электронов были подтверждены в 1925 году Дейнисом и Джерлином, они наблюдали прохождение катодных лучей через кристаллы никеля, таким образом гипотеза Де Бройля нашла свое практическое подтверждение и стала основой для развития нового раздела физико- квантовой механики - изучение движения частиц.

Основной принцип квантовой механики.

Уравнение Шредингера (волновое уравнение):

Решить уравнение Шредингера – это определить значение волновых функций, для которых могут быть по уравнению рассчитаны энергии взаимодействия электронов с атомами. Функции должны удовлетворять условиям конечности, однозначности и непрерывности. Эти условия наблюдаются, если содержит некоторые безразличные параметры, принимает значения натурального ряда чисел, и представляют собой так называемые квантовые числа. Значения квантовых чисел зададут значения волновой функции, а она соответственно энергетическое состояние электрона в атоме, т.о. квантование энергии электрона в квантовой механике вытекает из самой формы его основного уравнения.