Физика. Часть 4. Атомная физика. Терлецкий И.А - 20 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ДВФУ | Владивосток

Составители: 

Рубрика: 

20
Второе противоречие между ядерной моделью атома и классической
физики относится к спектру излучения атома. В модели Резерфорда радиус
орбиты электрона может быть произвольным. Это следует из того, что
уравнение (1.21) содержит два неизвестных v и r. Эти величины могут меняться
непрерывно, и атом должен испускать электромагнитное излучение на всех
длинах волн в интервале от 0 до
∞
. То есть спектр излучения атома должен
быть непрерывным.
Однако еще с конца XIX в. было известно, что спектры излучения атомов
дискретные (линейчатые), т.е. излучение происходит только при определенном
наборе частот.
Швейцарский ученый Бальмер в 1885 г. установил простую
закономерность, которой подчиняются частоты излучений атома водорода. Он
обнаружил, что частоты излучения v ( а также длины волн
λ
) видимой части
спектра могут быть вычислены по формуле
22
11
ν
2
c
R
m
λ

==−


, (1.22)
где R = 3,29⋅10
15
с
-1
– постоянная Ридберга; c – скорость света в вакууме;
m – целое число, принимающее значение 3,4,5, … .
Кроме линий серии Бальмера, расположенных в видимой части спектра у
водорода, были обнаружены другие серии частот спектральных линий,
находящихся в невидимой для человеческого глаза области.
В ультрафиолетовой части спектра была обнаружена серия Лаймана:
22
11
ν
1
c
R
λ

==−


, m =2,3,4, … .
В инфракрасной были обнаружены несколько серий, начиная с серии
Пашена:
22
11
ν
3
c
R
m
λ

==−


, m =4,5,6, … .
Все эти серии можно представить общей формулой, называемой
обобщенной формулой Бальмера:
22
11
ν
c
R
nm
λ

==−


, (1.23)
где R = 3,29 ⋅10
15
с
-1
– постоянная Ридберга, m = (n+1, n+2, …..). Целое число n
принимает следующие значения: n=1 для серии Лаймана, n=2 для серии
Бальмера, n=3 для серии Пашена и т.д.
Объяснить эту закономерность планетарная модель Резерфорда не
позволяла. Заменить ядерную модель атома другой моделью, которая не
противоречила бы классической физике, не удалось.
Выход из этой ситуации был предложен 1913 г. Нильсом Бором. Бор
принял за основу модель Резерфорда. Электроны он рассматривал как 
    Второе противоречие между ядерной моделью атома и классической
физики относится к спектру излучения атома. В модели Резерфорда радиус
орбиты электрона может быть произвольным. Это следует из того, что
уравнение (1.21) содержит два неизвестных v и r. Эти величины могут меняться
непрерывно, и атом должен испускать электромагнитное излучение на всех
длинах волн в интервале от 0 до ∞ . То есть спектр излучения атома должен
быть непрерывным.
    Однако еще с конца XIX в. было известно, что спектры излучения атомов
дискретные (линейчатые), т.е. излучение происходит только при определенном
наборе частот.
    Швейцарский ученый Бальмер в 1885              г. установил     простую
закономерность, которой подчиняются частоты излучений атома водорода. Он
обнаружил, что частоты излучения v ( а также длины волн λ ) видимой части
спектра могут быть вычислены по формуле
                                  c   11
                              ν ==− R  22        ,    (1.22)
                                  λ   2 m
где R = 3,29⋅1015 с-1 – постоянная Ридберга; c – скорость света в вакууме;
m – целое число, принимающее значение 3,4,5, … .
     Кроме линий серии Бальмера, расположенных в видимой части спектра у
водорода, были обнаружены другие серии частот спектральных линий,
находящихся в невидимой для человеческого глаза области.
     В ультрафиолетовой части спектра была обнаружена серия Лаймана:
                              c   11
                          ν ==− R  22     , m =2,3,4, … .
                              λ   1 m
   В инфракрасной были обнаружены несколько серий, начиная с               серии
Пашена:
                              c   11
                          ν ==− R  22     , m =4,5,6, … .
                              λ   3 m
    Все эти серии можно представить общей формулой, называемой
обобщенной формулой Бальмера:
                               c    11
                           ν ==− R  22       ,       (1.23)
                               λ   nm
где R = 3,29 ⋅1015 с-1 – постоянная Ридберга, m = ( n+1, n+2, …..). Целое число n
принимает следующие значения: n=1 для серии Лаймана, n=2 для серии
Бальмера, n=3 для серии Пашена и т.д.
     Объяснить эту закономерность планетарная модель Резерфорда не
позволяла. Заменить ядерную модель атома другой моделью, которая не
противоречила бы классической физике, не удалось.
     Выход из этой ситуации был предложен 1913 г. Нильсом Бором. Бор
принял за основу модель Резерфорда. Электроны он рассматривал как

                                       20

Страницы