Электромагнитные колебания. Квантовая теория излучения. Иваницкая Ж.Ф. - 104 стр.

UptoLike

Составители: 

104
Физика. Лабораторный практикум
энергии hν
nk
, излучаемый или поглощаемый при таком пере-
ходе, равен
hν
nk
= ε
n –
ε
k
(10).
Здесь
ν
nk –
частота кванта энергии, связанная с длиной волны λ
соотношением
ν
nk
nk
c
λ
=
, где сскорость света в вакууме, равная
3
10
8
м
с
n
.
Как же возникает спектр излучения ?
Если энергия электрона на n-ной орбите ε
2
n
эВ613
(,
=
k
)
, а
на
k-той ε
2
k
э(6,13
=
)В
, то, подставляя эти значения в выраже-
ние (10), имеем сериальную формулу для расчета длин волн спек-
тральных линий атома водорода, излученных или поглощенных
при переходе с
k – ной орбиты на nтую
R
nk
=
λ
1
22
11
kn
(11),
где
Rпостоянная Ридберга, равная 1,096310
7
м
-1
.Формула (11)
была получена Бором теоретически.
Механизмизлучения атомарного водорода по БоруРезер-
форду таков. В обычных условиях электроны разных атомов на-
ходятся в основном невозбужденном состоянии (
n=1). При возбу-
ждении электроны приобретают энергию, переходя на более
высокие
возбужденные уровни, соответствующие (n=2, 3, 4, ...). В
возбужденном состоянии электрон пребывает небольшое время
10
-8
секунды, затем излучает энергию в виде квантов определен-
ной длины, переходя на более низкие уровни. На рисунке 4 гори-
зонтальными линиями условно изображены уровни энергии воз-
бужденных атомов водорода, а вертикальными стрелками
обозначены переходы с более высоких уровней на низшие, соот-
ветствующие спектральным линиям, возникающим при их излуче-
нии.
                  Физика. Лабораторный практикум
энергии hνnk, излучаемый или поглощаемый при таком пере-
ходе, равен
                              hνnk = εn – εk                    (10).
Здесь νnk     –   частота кванта энергии, связанная с длиной волны λ
соотношением νnk =
                           c , где с – скорость света в вакууме, равная
                          λnk
        м
3⋅108     .
        с
Как же возникает спектр излучения ?

    Если энергия электрона на n-ной орбите         εn = − 13,62( эВ ) , а
                                                             n
               − 13,6(эВ )
на k-той εk =              , то, подставляя эти значения в выраже-
                   k2
ние (10), имеем сериальную формулу для расчета длин волн спек-
тральных линий атома водорода, излученных или поглощенных
при переходе с k – ной орбиты на n – тую
                                1     ⎛ 1   1 ⎞
                                    =R⎜ 2 − 2⎟                    (11),
                            λ nk      ⎝n k ⎠

где R – постоянная Ридберга, равная 1,0963⋅107 м-1.Формула (11)
была получена Бором теоретически.
    “Механизм” излучения атомарного водорода по Бору – Резер-
форду таков. В обычных условиях электроны разных атомов на-
ходятся в основном невозбужденном состоянии (n=1). При возбу-
ждении электроны приобретают энергию, переходя на более
высокие возбужденные уровни, соответствующие (n=2, 3, 4, ...). В
возбужденном состоянии электрон пребывает небольшое время
∼10-8 секунды, затем излучает энергию в виде квантов определен-
ной длины, переходя на более низкие уровни. На рисунке 4 гори-
зонтальными линиями условно изображены уровни энергии воз-
бужденных атомов водорода, а вертикальными            стрелками
обозначены переходы с более высоких уровней на низшие, соот-
ветствующие спектральным линиям, возникающим при их излуче-
нии.

                                      104