36.Спектры атомов. Спектры атомов водорода

АТОМНЫЕ СПЕКТРЫ - спектры поглощения и испускания свободных или слабо взаимодействующих атомов, возникающие при излучательных квантовых переходах между их уровнями энергии. А. с. наблюдаются для разреженных газов или паров и для плазмы. А. с. линейчатые, т. е. состоят из отд. спектральных линий, каждая из к-рых соответствует переходу между двумя электронными уровнями энергии атома и и характеризуется значением частоты поглощаемого и испускаемого эл--магн. излучения; согласно условию частот Бора (см. Атомная физика) . Наряду с частотой, спектральная линия характеризуется волновым числом (с - скорость света) и длиной волны . Частоты спектральных линий выражают в с-1, волновые числа - в см-1, длины волн - в нм и мкм, а также в ангстремах ( ). В спектроскопии волновые числа также обозначают буквой . Под А. с. в узком смысле слова понимают оптич. спектры атомов, т. е. спектры, лежащие в видимой, близкой ИK- (до неск. нм) и УФ-областях спектра и соответствующие переходам между уровнями внеш. электронов с типичными разностями энергий порядка неск. эВ (в шкале волновых чисел порядка десятков тысяч см-1). К А. с. в широком смысле относятся также и характеристич. рентгеновские спектры атомов, соответствующие переходам между уровнями внутр. электронов атомов с разностями энергий ~103-104 эВ, и спектры в области радиочастот, возникающие при переходах между уровнями тонкой структуры и сверхтонкой структуры (см. также Радиоспектроскопия)и при переходах между очень высокими возбуждёнными уровнями атомов (такие переходы наблюдаются методами радиоастрономии). Атомные спектры обладают ярко выраженной индивидуальностью: каждому элементу соответствует свой спектр нейтрального атома (так называемый дуговой спектр) и свои спектры последовательно образующихся положительных ионов (так называемые искровые спектры). Линии в этих спектрах обозначают римскими цифрами, например линии FeI, FeII, FeIII в спектрах железа соответствуют спектрам Fe, Fe+, Fe2+

Спектр атома водорода. При изучении излучения ученым удалось установить общие закономерности в характере спектров и найти ряд эмпирических законов, которым они подчиняются. Было установлено, что спектральные линии всех элементов можно разбить на ряд серий. В 1885 году Бальмеру удалось найти формулу, описывающую распределение спектральных линий видимого спектра водорода:

если

серия Лаймана

серия Бальмера

серия Пашена

серия Брэккета и т.д.

37. Модели атомов (Томсон, Резерфорд).

Согласно первой пудинговой модели, предложенной английским физиком Джозефом Джоном Томсоном, положительный заряд как бы размазан внутри объема атома. В атом как бы вкраплены отдельные электроны, нейтрализующие положительный заряд.

Резерфорд предложил ядерную (планетарную) модель строения атома, в которой атом представлен в виде миниатюрной Солнечной системы. Согласно этой модели, весь положительный заряд и почти вся масса атома (99,4%) сосредоточены в атомном ядре. Размер ядра ничтожно мал по сравнению с размером атома. Вокруг ядра по замкнутым эллиптическим орбитам движутся электроны, образуя электронную оболочку атома. Заряд ядра равен суммарному заряду электронов.