5.6 Атом водорода

Содержание лекции:

•Модель атома Томсона.

•Опыты Резерфорда по рассеянию альфачастиц.

•Ядерная модель атома.

•Эмпирические закономерности в атомных спектрах.

•Формула Бальмера

•Атом Бора

•Опыты Франка и Герца

Развитие представлений об атоме

Модель атома Томсона «пудинг с изюмом» 1903 г.

• Атом – электрически нейтральная система шарообразной формы радиусом примерно равным 10–10 м

• Положительный заряд атома равномерно распределен по всему объему шара

• Отрицательно заряженные электроны находятся внутри шара. При отклонении электрона от положения равновесия возникают силы, стремящиеся возвратить его в исходное положение, что порождает колебания электронов и обуславливает излучение атомов.

Планетарная модель атома Резерфорда

•Отклонение -частиц на большие углы возможно, если есть локализованный положительный заряд.

•В центре атома находится плотное положительно заряженное ядро, диаметр которого не превышает 10–14 … 10–15 м

•Ядро содержит весь положительный заряд и не менее 99,95 % его массы

• Плотность ядерного в-ва: ρ ≈ 1015 г/см3

• Заряд ядра равен суммарному заряду всех электронов, входящих в состав атома

•В центре атома располагается положительно заряженное ядро, в котором сосредоточена почти вся масса атома.

•Вокруг ядра, подобно планетам, вращаются под действием кулоновских сил со стороны ядра электроны

•Находиться в состоянии покоя электроны не могут, так как они упали бы на ядро

Недостатки модели Резерфорда:

•По законам классической электродинамики, движущийся с ускорением заряд должен излучать электромагнитные волны, уносящие энергию.

•За время порядка 10–8 с все электроны в атоме Резерфорда должны растратить свою энергию и упасть на ядро.

•Спектры атомов должны быть сплошными, а не линейчатыми (как в экспериментах)