Содержание

Главная >> Физика. 11 класс. Пурышева

Глава 7. Строение атома

§ 44. Испускание и поглощение света атомами. Спектры

Теоретическое следствие теории Бора

1. Постулаты Бора и построенная им теория атома водорода получили блестящее подтверждение в объяснении линейчатых спектров водорода.

На рисунке 145 изображены дискретные значения энергии возможных стационарных состояний атома водорода. Все значения энергии — величины отрицательные. Это связано с тем, что энергию свободного покоящегося электрона принято считать равной нулю. Энергия же электрона внутри атома меньше энергии свободного электрона, поскольку для отрыва электрона от атома надо затратить работу по преодолению сил притяжения между отрицательно заряженным электроном и положительно заряженным ядром. Поэтому энергия связанного с атомом электрона меньше нуля. Энергия электрона в атоме водорода на первом энергетическом уровне минимальна и равна -13,6 эВ¹.

¹ В квантовой физике принято пользоваться единицей энергии электрон-вольт (эВ). 1 эВ = 1,6 • 10^-19 Дж.

На этом уровне электрон может находиться бесконечно долго, поскольку это стационарное состояние невозбуждённого атома. Все остальные стационарные состояния атома с энергиями Е₂, Е₃ и т. д. являются возбуждёнными состояниями, из которых электрон может перейти на другой уровень в любой момент времени.

Из второго постулата Бора можно определить частоту электромагнитного излучения атома водорода при переходе электрона из одного стационарного состояния с энергией Е_m в стационарное состояние с энергией Е_n:

Поскольку спектральные закономерности излучения атома водорода были уже известны, для подтверждения справедливости предложенных Бором постулатов необходимо установить их соответствие экспериментальным данным.

Виды спектров

2. Как вы уже знаете, при разложении солнечного света и света, излучаемого раскалёнными телами в твёрдом или жидком состоянии, можно наблюдать сплошной спектр. В сплошном спектре представлены все частоты электромагнитного излучения, и при наблюдении такого спектра можно видеть сплошную разноцветную полосу (рис. V, а на форзаце).

Продолжение >>>