ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
4
äåòåëüñòâóåò î ïðîöåññàõ â àòîìå, ñâÿçàííûõ ñ ïðåðûâèñòûì (ñêà÷-
êîîáðàçíûì) èçìåíåíèåì ýíåðãèè.
Óñòðàíèòü íåäîñòàòêè ìîäåëè Ðåçåðôîðäà â îïðåäåëåííîé ìåðå óäà-
ëîñü Í.Áîðó
*
. Íå ðàçáèðàÿ ïîäðîáíî âñå ïîñòóëàòû Áîðà, ïðèâåäåì òîëü-
êî îñíîâíîå ïîëîæåíèå åãî òåîðèè î êâàíòîâàíèè ýíåðãèè ýëåêòðîíà â
àòîìå. Ñóòü ýòîãî ïîëîæåíèÿ çàêëþ÷àëàñü â òîì, ÷òî äëÿ óñòîé÷èâîãî
ñîñòîÿíèÿ ýëåêòðîíà åãî ýíåðãèÿ â àòîìå äîëæíà áûòü êâàíòîâàíà, òî åñòü
ïðèíèìàòü òîëüêî îïðåäåëåííûå (äèñêðåòíûå) çíà÷åíèÿ.  ýòîì ñëó÷àå,
ïðåäïîëîæèë Áîð, ýíåðãèÿ ýëåêòðîíîì èçëó÷àòüñÿ íå áóäåò.
Äëÿ òàêîãî ïðåäëîæåíèÿ áûëè îïðåäåëåííûå îñíîâàíèÿ, ïðåæäå
âñåãî ëèíåé÷àòûå ñïåêòðû èñïóñêàíèÿ àòîìà âîäîðîäà. Êðîìå òîãî, ê
ýòîìó âðåìåíè áûëî èçâåñòíî ïîëîæåíèå Ì. Ïëàíêà
**
î òîì, ÷òî èçëó-
÷åíèå è ïîãëîùåíèå ñâåòîâîé ýíåðãèè ïðîèñõîäèò íå íåïðåðûâíî, à
îïðåäåëåííûìè ïîðöèÿìè êâàíòàìè:
Eh
ν
=
, (1)
ãäå ν
÷àñòîòà èçëó÷åíèÿ, à h
ïîñòîÿííàÿ Ïëàíêà (h=6,626
.
10
-34
Äæ
.
ñ).
Äðóãèìè ñëîâàìè, ñâåò (ýëåêòðîìàãíèòíûå âîëíû) òàêæå èìååò êîð-
ïóñêóëÿðíûå ñâîéñòâà (ñâîéñòâî ÷àñòèö) è ÷àñòèöà ñâåòà, îáëàäàþùàÿ
íàèìåíüøåé ïîðöèåé ýíåðãèè êâàíòîì, áûëà íàçâàíà ôîòîíîì.
Íà îñíîâàíèè ýòîãî Í. Áîð ïðåäïîëîæèë, ÷òî ìîìåíò êîëè÷åñòâà äâè-
æåíèÿ ýëåêòðîíà â àòîìå
mvr
, ãäå m
ìàññà ýëåêòðîíà,
v
åãî ñêî-
ðîñòü, r ðàäèóñ îðáèòû, ìîæåò ïðèíèìàòü òîëüêî îïðåäåëåííûå
(êâàíòîâûå) çíà÷åíèÿ:
2
h
mvr n n
π
==
D
, (2)
ãäå n - ëþáîå öåëîå ÷èñëî îò 1 äî ∞ (ïîçäíåå áûëî íàçâàíî ãëàâíûì êâàí-
òîâûì ÷èñëîì),
π
=
D
2
h
- ïîñòîÿííàÿ Ïëàíêà â ôîðìóëàõ êðóãîâîãî äâèæåíèÿ
(òàêæå íàçûâàåòñÿ ïîñòîÿííîé Äèðàêà).
Óðàâíåíèå (2) è ÿâëÿåòñÿ îñíîâíûì êâàíòîâûì ïîñòóëàòîì Áîðà. Íî
äëÿ âû÷èñëåíèÿ ñêîðîñòè ýëåêòðîíà è ðàäèóñà åãî îðáèòû â àòîìå âî-
äîðîäà íåîáõîäèìî áûëî âòîðîå óðàâíåíèå ñ òåìè æå íåèçâåñòíûìè, è
Í. Áîð â êà÷åñòâå òàêîâîãî èñïîëüçîâàë êëàññè÷åñêîå óðàâíåíèå ðàâåí-
ñòâà öåíòðîáåæíîé è öåíòðîñòðåìèòåëüíîé ñèë âðàùàþùåéñÿ ÷àñòèöû:
*
Íèëüñ Áîð âûäàþùèéñÿ äàòñêèé ôèçèê, ëàóðåàò Íîáåëåâñêîé ïðåìèè. Ñîçäàë ïåðâîíà÷àëü-
íóþ êâàíòîâóþ òåîðèþ àòîìà.
**
Ìàêñ Ïëàíê âûäàþùèéñÿ íåìåöêèé ôèçèê-òåîðåòèê, ðàçðàáîòàë òåîðèþ òåïëîâîãî èçëó÷å-
íèÿ, êîòîðàÿ ïîñëóæèëà îñíîâîé äëÿ ñîçäàíèÿ òåîðèè î êâàíòîâàíèè ýíåðãèè.
äåòåëüñòâóåò î ïðîöåññàõ â àòîìå, ñâÿçàííûõ ñ ïðåðûâèñòûì (ñêà÷- êîîáðàçíûì) èçìåíåíèåì ýíåðãèè. Óñòðàíèòü íåäîñòàòêè ìîäåëè Ðåçåðôîðäà â îïðåäåëåííîé ìåðå óäà- ëîñü Í.Áîðó *. Íå ðàçáèðàÿ ïîäðîáíî âñå ïîñòóëàòû Áîðà, ïðèâåäåì òîëü- êî îñíîâíîå ïîëîæåíèå åãî òåîðèè î êâàíòîâàíèè ýíåðãèè ýëåêòðîíà â àòîìå. Ñóòü ýòîãî ïîëîæåíèÿ çàêëþ÷àëàñü â òîì, ÷òî äëÿ óñòîé÷èâîãî ñîñòîÿíèÿ ýëåêòðîíà åãî ýíåðãèÿ â àòîìå äîëæíà áûòü êâàíòîâàíà, òî åñòü ïðèíèìàòü òîëüêî îïðåäåëåííûå (äèñêðåòíûå) çíà÷åíèÿ.  ýòîì ñëó÷àå, ïðåäïîëîæèë Áîð, ýíåðãèÿ ýëåêòðîíîì èçëó÷àòüñÿ íå áóäåò. Äëÿ òàêîãî ïðåäëîæåíèÿ áûëè îïðåäåëåííûå îñíîâàíèÿ, ïðåæäå âñåãî ëèíåé÷àòûå ñïåêòðû èñïóñêàíèÿ àòîìà âîäîðîäà. Êðîìå òîãî, ê ýòîìó âðåìåíè áûëî èçâåñòíî ïîëîæåíèå Ì. Ïëàíêà** î òîì, ÷òî èçëó- ÷åíèå è ïîãëîùåíèå ñâåòîâîé ýíåðãèè ïðîèñõîäèò íå íåïðåðûâíî, à îïðåäåëåííûìè ïîðöèÿìè êâàíòàìè: E = hν , (1) ãäå ν ÷àñòîòà èçëó÷åíèÿ, à h ïîñòîÿííàÿ Ïëàíêà (h=6,626. 10-34 Äæ. ñ). Äðóãèìè ñëîâàìè, ñâåò (ýëåêòðîìàãíèòíûå âîëíû) òàêæå èìååò êîð- ïóñêóëÿðíûå ñâîéñòâà (ñâîéñòâî ÷àñòèö) è ÷àñòèöà ñâåòà, îáëàäàþùàÿ íàèìåíüøåé ïîðöèåé ýíåðãèè êâàíòîì, áûëà íàçâàíà ôîòîíîì. Íà îñíîâàíèè ýòîãî Í. Áîð ïðåäïîëîæèë, ÷òî ìîìåíò êîëè÷åñòâà äâè- æåíèÿ ýëåêòðîíà â àòîìå mvr , ãäå m ìàññà ýëåêòðîíà, v åãî ñêî- ðîñòü, r ðàäèóñ îðáèòû, ìîæåò ïðèíèìàòü òîëüêî îïðåäåëåííûå (êâàíòîâûå) çíà÷åíèÿ: h mvr = n = nD , (2) 2π ãäå n - ëþáîå öåëîå ÷èñëî îò 1 äî ∞ (ïîçäíåå áûëî íàçâàíî ãëàâíûì êâàí- h òîâûì ÷èñëîì), = D - ïîñòîÿííàÿ Ïëàíêà â ôîðìóëàõ êðóãîâîãî äâèæåíèÿ 2π (òàêæå íàçûâàåòñÿ ïîñòîÿííîé Äèðàêà). Óðàâíåíèå (2) è ÿâëÿåòñÿ îñíîâíûì êâàíòîâûì ïîñòóëàòîì Áîðà. Íî äëÿ âû÷èñëåíèÿ ñêîðîñòè ýëåêòðîíà è ðàäèóñà åãî îðáèòû â àòîìå âî- äîðîäà íåîáõîäèìî áûëî âòîðîå óðàâíåíèå ñ òåìè æå íåèçâåñòíûìè, è Í. Áîð â êà÷åñòâå òàêîâîãî èñïîëüçîâàë êëàññè÷åñêîå óðàâíåíèå ðàâåí- ñòâà öåíòðîáåæíîé è öåíòðîñòðåìèòåëüíîé ñèë âðàùàþùåéñÿ ÷àñòèöû: * Íèëüñ Áîð âûäàþùèéñÿ äàòñêèé ôèçèê, ëàóðåàò Íîáåëåâñêîé ïðåìèè. Ñîçäàë ïåðâîíà÷àëü- íóþ êâàíòîâóþ òåîðèþ àòîìà. ** Ìàêñ Ïëàíê âûäàþùèéñÿ íåìåöêèé ôèçèê-òåîðåòèê, ðàçðàáîòàë òåîðèþ òåïëîâîãî èçëó÷å- íèÿ, êîòîðàÿ ïîñëóæèëà îñíîâîé äëÿ ñîçäàíèÿ òåîðèè î êâàíòîâàíèè ýíåðãèè. 4
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- …
- следующая ›
- последняя »