8-дәріс. Кванттық механиканың негізгі түсініктері
-дәріс. Атом үшін Бор теориясы
жүктеу/скачать 426.27 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Атом спектрлеріндегі заңдылықтар. Бальмeрдің жалпылама формуласы
- Бор постулаттары. Франк және Герц тәжірибелері
9-дәріс. Атом үшін Бор теориясыДәрістің мақсаты: атомдық спектрдің заңдылықтары мен Бор постулаттарын оқып үйрену; орбиталардың квантталу ережесін және энергетикалық деңгейлердің дискреттілігін меңгеру. Атом спектрлеріндегі заңдылықтар. Бальмeрдің жалпылама формуласыАтом оң зарядталған ядродан және оны қоршаған теріс зарядталған электрондардан (электрондық қабық) тұратындығы тағайындалған. Ядроның сызықтық мөлшері 10-15-10-14 м шамасында. Атомның электрондық қабығымен анықталатын өзінің мөлшері бұдан 105 еседей үлкен. Бірақ атомның түгелге дерлік массасы (99,95 %) ядрода шоғырланған. Атомның планетарлық моделін -бөлшектердің өте жұқа алтын фольгадан (қабыршақтан) шашырауы бойынша тәжірибе нәтижелеріне сүйеніп, Резерфорд (1911) ұсынған. Сондықтан ол Резерфорд моделі деп аталады. Бірақ бұл модель атомның сызықты спектрін түсіндіре алмайды. Сиретілген газдардың сәуле шығаруына жүргізілген экспериментті зерттеулер, әрбір элементтің сызықты спектрі белгілі бір сызықтар сериясына сәйкес келетінін көрсетті. Олардың орналасуы қарапайым эмпирикалық формуламен сипатталады. Сутегі атомы сызықтарының көрінетін спектр аймағында орналасуы Бальмер формуласымен сипатталады: 22 n 2 22 n 2 мұндағы R 1,1107 м1 , R R c 3,291015 c 1 - Ридберг тұрақтысы. Ультракүлгін аймағы үшін Лайман сериясы: R ( 1 1 ) , n 2,3, 4... 12 n 2 Инфрақызыл аймақ үшін Пашен сериясы: R ( 1 1 ) , n 4, 5,6... 32 n 2 Брэкет сериясы: R ( 1 1 ) , n 5,6,7... Пфунд сериясы: R ( 1 1 ) , n 6,7,8... 42 n 2 52 n 2 Хэмфри сериясы: R ( 1 1 ) , n 7,8,9... 62 n 2 Осы сериялардың барлығы Бальмердің жалпылама формуласымен сипатталады: R ( 1 1 ) , (2.2) m2 n 2 мұндағы m=1, 2, 3, 4, 5, 6 серияларды, n=m+1, m+2,… осы сериялардың жеке сызықтарын анықтайды. Бор постулаттары. Франк және Герц тәжірибелеріН. Бор сутегі атомының спектрлік заңдылықтарын түсіндіру үшін Резерфордтың планетарлық моделін Планктың жарық кванттары туралы гипотезасын біріктірді. Бор атомының теориясы екі постулатқа негізделеді: Бордың бірінші постулаты. Атомның стационарлық күйлеріне стационарлық орбиталар сәйкес келеді, осы орбиталар бойынша электрондар қозғалады. Стационар орбиталар бойынша электрондардың қозғалысы кезінде электромагниттік сәуле шығарылмайды. Атомның стационарлық күйінде, электрон дөңгелек орбита бойымен қозғалып, menrn n (n 1,2,...) (2.3) шартын қанағаттандыратын, импульс моментінің дискретті квантталған мәндеріне ие болуы тиіс. Бордың екінші постулаты. Электрон бір орбитадан басқа орбитаға ауысқанда энергиясы тиісті стационар күйлердің энергиялары айырымына тең h En Em (2.4) бір энергия кванты – фотон шығарылады (жұтылады). Франк-Герц тәжірибелері. Бор постулаттарының дұрыс екендігін неміс физиктері Джеймс Франк (1882-1964) және Густав Герц (1887-1975) жасаған тәжірибелері (1913ж.) айқын көрсетті. Олар тежегіш потенциал әдісімен электрондардың газ атомдарымен соқтығысуын зерттеу арқылы атомның энергия мәндері дискретті болатындығын тәжірибе жүзінде дәлелдеді. Тәжірибелердің идеясы мынадай. Электрондық соққымен қоздырылған сынап шарлары толқын ұзындығы 255 нм ультракүлгін сәуле шығару көзі болып табылды. Бұл сәуле шығару сынап атомы электронмен соқтығысқаннан кейін қозған күйден негізгі күйге өту кезінде пайда болады. Электронның атоммен серпімсіз соқтығысуы кезінде электроннан атомға энергия беріледі. Егер атомның ішкі энергиясы үздіксіз өзгеретін болса, онда атомға энергияның кез келген мөлшері берілуі мүмкін. Егерде атом күйлері дискретті болса, онда оның ішкі энергиясы электронмен соқтығысқан кезде де дискретті өзгеруі – атомның стационарлық күйлердегі ішкі энергиясының айырымына Е 4.86эВ болғанда, hc / E 255нм . Демек, серпімсіз соқтығысқанда электрон атомға белгілі энергия мөлшерін ғана бере алады. Бұларды өлшеп, атомның стационарлық күйлерінің энергиялары мәндерін анықтауға болады. жүктеу/скачать 426.27 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|