Составители:
Рубрика:
Спектроскопия 2-18
является составным, т.е. представляет собой смесь лучей различного цвета и различной
преломляемости.
В 1834 г. Ф.Тальбо первым пришел к заключению: “Когда в спектре пламени
появляются какие-либо определенные линии, они характеризуют металл,
содержащийся в пламени”. В 1835 г. Ч.Уитстон, исследуя спектр электрической искры,
подтверждает эту мысль: линии спектра зависят только от качества электродов, причем
для каждого материала характерен свой спектр.
В 1854-1859 г.г. физик Г.Р.Кирхгоф и химик Р.Б.Бунзен провели большую серию
экспериментов со спектрами излучения различных веществ, возбуждаемых в пламени
газовой горелки и пришли к фундаментальному выводу: “Разнообразие соединений, в
которые входили металлы, разнообразие химических процессов, происходивших в
различных пламенах, и огромный интервал температур – все это не оказывает никакого
влияния на положение спектральных линий отдельных металлов”. Тем самым были
сформулированы основы спектрального анализа: однозначная связь вида спектра с
химической индивидуальностью атомов данного элемента. Сейчас говорят так: спектры
– это паспорта атомов.
Плодотворность спектральных методов не замедлила проявиться: стоило в
спектре какого-то соединения обнаружить неизвестные ранее линии, как химическим
путем из этого соединения извлекался новый элемент. Так были открыты: рубидий
(1860 г.), цезий (1861 г.), таллий (1862 г.), индий (1863 г.), галлий (1875 г.), гелий
(1895 г.).
Однако, несмотря на значительные успехи в практическом применении
спектрального анализа, вплоть до начала XX века оставались неясными
фундаментальные физические вопросы: как устроен атом; почему спектры излучения
атомов состоит из отдельных узких линий, тогда как спектры излучения молекул
представляет собой набор относительно широких полос; почему спектры всех
элементов разные? Иными словами: каков механизм излучения и поглощения света
веществом. Ответить на эти вопросы классическая физика не смогла.
Постулаты Бора
В 1913 г. Нильс Бор постулировал дискретность энергетических состояний
атомов, откуда с необходимостью следует квантовый характер поглощения и излучения
света.
Первый постулат Бора
гласит: атом может находиться лишь в определенных
дискретных энергетических состояниях, в которых он не излучает, несмотря на
ускоренные движения входящих в его состав заряженных частиц. Такие состояния
называются стационарными.
Согласно второму постулату
атом излучает или поглощает энергию лишь при
скачкообразном переходе из одного стационарного состояния в другое. При этом
частота излученного или поглощенного кванта света пропорциональна разности
энергии начального Е
1
и конечного Е
2
состояний:
1
hEEν= −
2
. (1)
Коэффициентом пропорциональности служит постоянная Планка h.
Постулаты Бора имеют чрезвычайно общий характер и применимы к любому
атому или атомной системе. Их правильность многократно подтверждена
экспериментально. Таким образом, теория Бора хорошо описывает физический
механизм поглощения и излучения света.
Каждое стационарное состояние атома характеризуется определенной энергией
Е
n
(n =1,2,3,..∞). Поэтому принято говорить об энергетических уровнях данного атома и
наглядно представлять их в виде схемы уровней энергии (рис.1).
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- …
- следующая ›
- последняя »
