Физика. Электромагнитные колебания. Квантовая теория излучения. Иваницкая Ж.Ф. - 84 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

КамчатГТУ | Петропавловск-Камчатский

Составители: 

Рубрика: 

лучения атомарного водорода. Спектр излучения – это набор
длин волн. Целью настоящей работы является определение этих
длин волн.
84
,
Спектр излучения атомарного водорода впервые был объ-
яснен Н. Бором в 1913 г. на основе ядерной мо-
дели атома водорода Э. Резерфорда. По этой
модели (рис. 9.2) электрон, имеющий заряд е,
обладающий массой m, вращается со скоро-
стью v по окружности радиусом r вокруг поло-
жительно заряженного ядра – протона, иначе
он упадет на ядро, так как между электроном и протоном дей-
ствует кулоновская сила притяжения.
Рис. 9.2
По второму закону Ньютона
∑
= amF
r
r
где для вращаю-
щегося электрона суммарной силой является
k
F
r
– сила куло-
новского притяжения электрона к протону, определяемая по
формуле
2
2
r
e
kF
k
=
.
Кл
мH
109
2
2
9
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
⋅
⋅=k
При постоянной величине скорости вращения электрона
ускорение здесь нормальное:
.
v
2
r
a
n
= Поэтому
.
v
2
2
2
r
m
r
ke
=
.v
22
kerm =
(9.1)
Это так называемое условие Резерфорда, из которого следует:
(9.2)
Согласно классической электродинамике, электрон при та-
ком ускоренном движении излучает энергию и в течение 10
–8
с
должен упасть на ядро, т. е. атом Резерфорда, по классической
электродинамике, не должен иметь права на существование.
Однако атомы водорода устойчивы, в обычном состоянии
энергию не излучают, но излучают ее при возбуждении в силь-
ных электрических полях и при высоких температурах. Причем
спектр излучения представляет из себя дискретный набор длин
волн
λ
, подчиняющийся так называемым сериальным формулам 
лучения атомарного водорода. Спектр излучения – это набор
длин волн. Целью настоящей работы является определение этих
длин волн.
    Спектр излучения атомарного водорода впервые был объ-
яснен Н. Бором в 1913 г. на основе ядерной мо-
дели атома водорода Э. Резерфорда. По этой
модели (рис. 9.2) электрон, имеющий заряд е,
обладающий массой m, вращается со скоро-
стью v по окружности радиусом r вокруг поло-
жительно заряженного ядра – протона, иначе           Рис. 9.2
он упадет на ядро, так как между электроном и протоном дей-
ствует кулоновская сила притяжения. r
                                               r
    По второму закону Ньютона ∑ F = ma , где для вращаю-
                                                   r
щегося электрона суммарной силой является Fk – сила куло-
новского притяжения электрона к протону, определяемая по
формуле
                        e2 ⎛             H ⋅ м2 ⎞
                 Fk = k 2 ⎜⎜ k = 9 ⋅ 109        ⎟.
                        r ⎝              Кл 2 ⎟⎠
    При постоянной величине скорости вращения электрона
                                v2
ускорение здесь нормальное: an = . Поэтому
                                r
                        ke 2 mv 2
                            =     .                     (9.1)
                         r2   r
Это так называемое условие Резерфорда, из которого следует:
                        mv 2 r = ke 2 .                 (9.2)
    Согласно классической электродинамике, электрон при та-
ком ускоренном движении излучает энергию и в течение 10–8 с
должен упасть на ядро, т. е. атом Резерфорда, по классической
электродинамике, не должен иметь права на существование.
Однако атомы водорода устойчивы, в обычном состоянии
энергию не излучают, но излучают ее при возбуждении в силь-
ных электрических полях и при высоких температурах. Причем
спектр излучения представляет из себя дискретный набор длин
волн λ, подчиняющийся так называемым сериальным формулам
                              84

Страницы