Презентация лекция 7 ОПТИКА
.pdf
В стационарном состоянии атома электрон, двигаясь по круговой орбите, должен иметь дискретные квантованные значения момента импульса, удовлетворяющие условию:
meυrn n |
n 1,2,3,... , |
где me - масса электрона,
υ- его скорость по n-ой орбите радиуса rn
h /(2 )
Устойчивыми будут те орбиты, на длине которых укладывается целое число длин волн де Бройля.
Второй постулат Бора (правило частот):
при переходе электрона с одной стационарной
орбиты на другую излучается (поглощается) один |
|
фотон с энергией, равной |
hv En Em |
равной разности энергий |
соответствующих |
стационарных состояний
hv E3 E2
поглощение
излучение фотона
v En Em / h
Излучение света происходит при переходе атома из стационарного состояния с большей энергией в стационарное состояние с меньшей энергией.
При поглощении света атом переходит из стационарного состояния с меньшей энергией в стационарное состояние с большей энергией.
Модель атома водорода по Бору
|
|
|
Энергия атома |
|
|
|
|
|
|
e2 |
|
||
Потенциальная энергия взаимодействия |
|
Wp |
|
|
|||||||||
|
r |
|
|||||||||||
электрона с ядром |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Полная энергия атома равна сумме |
|
|
mv |
2 |
|
|
e |
2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
кинетической и |
потенциальной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
E |
|
2 |
|
r |
|
||||||||
энергии: |
|
|
|
|
|
||||||||
|
mv2 |
|
e2 |
mrv2 |
e2 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
r |
r 2 |
|
|
|||||||||
E e2
2r
Правило квантования
mv r
mvr - момент импульса
Дж с кг м м
с
произведение модуля импульса на радиус орбиты кратно постоянной Планка h:
mvr n
n 1,2,3,....
Радиусы орбит
2 n2
rn me2
наименьший радиус орбиты (первый боровский радиус):
r1 22 5,3 10 9 см 53пм me
Энергия стационарных состояний
2 n2
rn me2
E |
|
e2 |
|
|
En |
me4 |
|
|
|
|
|
|
2 2 n2 |
||||
2r |
||||||||
|
|
|||||||
E |
me4 |
|
2,168 10 13 Дж |
|||||
|
||||||||
1 |
|
2 2 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||||
13,53эВ |
|
|
|
|||||
Чтобы ионизировать атом водорода |
||||||||
(оторвать электрон от атома), ему нужно сообщить энергию 13,53 эВ. Эта энергия называется энергией ионизации.
Все состояния с n = 2, 3, 4,… соответствуют возбужденному атому.
Излучение света
v En Em |
/ h |
me4 |
|
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
||
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
||||
4 3 |
|
m2 |
|
m2 |
||||||||||
|
|
|
|
n2 |
|
|
n2 |
|
|
|||||
R |
me4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
E3 E2 , E4 E2 , E5 E2 , E6 E2
Поглощение света