ВУЗ:
Составители:
ОПЫТ ФРАНКА И ГЕРЦА
1. Физика явления и опыт
Опыты Франка и Герца (1913 г) явились прямым подтверждением
постулатов Бора (1913 г), которые гласили:
1. Из бесконечного множества электронных орбит атома, допускаемых
классической механикой, в центральном поле могут существовать только
некоторые, образующие дискретный ряд, удовлетворяющий постулату Бора о
квантовании момента количества движения электрона (этот постулат мы
рассматривать здесь не будем). Электрон, находящийся на одной из этих орбит,
обладает энергией Е
n
(n − номер орбиты) и при движении по ней не излучает
электромагнитных волн, хотя и движется с ускорением. Такая орбита
называется стационарной.
Таким образом, внутренняя энергия атома представляет некоторый набор
(хотя и бесконечный, но определенный) ДИСКРЕТНЫХ уровней энергии,
которые в простейшем случае для атома водорода изображены на рис.1.
Если электрон, например в атоме водорода, двигается по одной из
стационарных орбит, то он находится на одном из этих уровней (следует иметь
в виду, что под Е подразумевается полная энергия, т.е. E = T
кин
+ Е
пот
). E
1
− это
самый нижний уровень, орбита которого ближе всего к ядру. Если каким-либо
образом передать энергию атому, с учетом рассмотренной схемы уровней, то
мы подойдем ко второму постулату Бора:
2. Изменение внутренней энергии, ее поглощение или испускание возможно
только порциями − квантами. При переходе электрона из одного n-го состояния
с энергией E
n
в другое, m-ое состояние с энергией E
m
величина этого кванта не
может быть больше или меньше разности энергии этих уровней и равна точно
∆
E = E
n
- E
m
.
Рис. 1 Схема энергетических уровней атома водорода
Уровни энергии, как видно на схеме рис.1, сгущаются с ростом номера n.
При комнатной температуре подавляющее большинство атомов находится в
основном состоянии − на уровне E
1
, наиболее сильно связанном с ядром. Все
остальные уровни − E
2
, E
3
и т.д. называются возбужденными, а уровень E
∞
соответствует значению внутренней энергии, равной нулю, начиная с него
электрон теряет связь с ядром и становится свободным. Для того, чтобы
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- …
- следующая ›
- последняя »
