Главная >> Физика. 11 класс. Пурышева

Глава 7. Строение атома

§ 43. Противоречия планетарной модели атома. Постулаты Бора

Противоречия планетарной модели атома

1. Модель строения атома, предложенная Резерфордом, оказывается в противоречии с основными законами классической физики. Она не могла объяснить устойчивость атомов.

В самом деле, электрон, вращающийся вокруг ядра, т. е. движущийся с ускорением, должен непрерывно излучать электромагнитные волны. Следовательно, энергия электрона будет постепенно уменьшаться, и он упадёт на ядро. Как показывают расчёты по формулам классической механики и электродинамики, электрон должен упасть на ядро за 10^-8 с, что по нашим земным представлениям — мгновенно, после чего атом прекратит своё существование.

В действительности же атомы достаточно устойчивы и не излучают энергию в невозбуждённом состоянии.

Постулаты Бора

2. Выход из создавшегося положения был найден Бором. В 1913 г. он предложил идею, основанную на квантовых представлениях, которая позволила понять и объяснить стабильность атома. В виде постулатов Бор сформулировал положения новой теории, которые налагали определённые ограничения на классические представления о движении микрочастиц и электромагнитном излучении.

Нильс Хенрик Давид Бор (1885—1962) — датский физик-теоретик, один из основоположников современной физики, член Датского королевского общества, член многих академий и научных обществ мира, иностранный член Академии наук СССР. Внёс значительный вклад в развитие теории атомного ядра и ядерных реакций, процессов взаимодействия элементарных частиц со средой, которая явилась первой квантовой моделью атома; создал теорию во- дородоподобного атома; сформулировал важный для понимания квантовой механики принцип дополнительности, фундаментальное для ядерной физики представление о характере протекания ядерных реакций (модель составного ядра); один из создателей капельной модели ядра; совместно с Дж. Уилером развил теорию деления ядер.

Постулаты Бора гласят:

1. Атом может находиться в особых стационарных состояниях, каждому из которых соответствует определённая энергия Еn. В стационарном состоянии атом не излучает. 2. Излучение света происходит при переходе атома из стационарного состояния с большей энергией Еm в стационарное состояние с меньшей энергией Еn.

Энергия излучённого фотона равна разности энергий атома в стационарных состояниях:

hνmn = Еm - Еn.

В результате перехода электрона с орбиты m на орбиту n (рис. 142, а) происходит излучение кванта энергии hν. При поглощении энергии атом переходит из стационарного состояния с меньшей энергией Е_n в стационарное состояние с большей энергией Е_m (рис. 142, б). Энергия поглощённого фотона также равна разности энергий атома в стационарных состояниях:

hν_nm = Е_n - Е_m

Продолжение >>>