Презентация, доклад к уроку по физике 11 класс Квантовые постулаты Бора

попыткой перенести классические представления о движении тел в область явлений атомных масштабов. Планетарная модель оказалась несостоятельной, так как атом неустойчив по причине ускорения, с которым электроны якобы движутся по орбите. В таких условиях электроны должны достаточно быстро растрачивать свою энергию на электромагнитное излучение и падать на ядро.

физик Нильс Бор на основе своих наблюдений и фактов, полученных опытным путем, установил, что большая часть представлений о строении атома не соответствовала действительности. Он же стал основоположником новой теории о строении атома.

с течением времени без внешнего воздействия на атом. В этих состояниях атом не излучает электромагнитных волн, хотя и движется с ускорением. Каждому стационарному состоянию атома соответствует определенная энергия атома Е. Стационарным состояниям соответствуют стационарные орбиты, по которым движутся электроны. Электроны могут двигаться вокруг атомного ядра, не излучая, только по определенным орбитам, определяемым из условия квантования:

кратен ħ — деленной на 2π постоянной Планка.

ядра, может быть любой. В этом плане первый постулат Бора находится в явном противоречии и с планетарной моделью атома, и с классической механикой. Также он противоречит принципам электродинамики, так как допускает возможность ускоренного движения электронов без излучения электромагнитных волн. Все это возможно благодаря системе энергетических уровней. Каждый из уровней соответствует определенному квантовому состоянию. Электрон, который вращается вокруг ядра атома, обладает некоторой механической энергией. В стабильном состоянии атома механическая энергия электрона, который движется по замкнутой траектории вокруг ядра, отрицательная: En<0. Если En≥0, то происходит ионизация, т.е. электрон начинает удаляться от ядра. (Энергетические уровни атома и условное изображение процессов поглощения и испускания фотонов.)

уровень. Переход с более удаленной от ядра орбиты на более близкую орбиту происходит скачкообразно и сопровождается испусканием кванта излучения.

частота которого характерна для данного вида атомов.

При переходе электрона с орбиты m на орбиту n выделяется энергия E. Частота испускаемого излучения в соответствии с E=mc2определяется соотношением

определяется только изменением энергии атома и никак не зависит от характера движения электрона. Теория Бора при описании поведения атомных систем не отвергала полностью законы классической физики, в ней сохранились представления об орбитальном движении электронов в кулоновском поле ядра. Классическая ядерная модель атома Резерфорда в теории Бора была дополнена идеей о квантовании электронных орбит. Поэтому теорию Бора называют полуклассической.

простейшего атома водорода. Согласно этой теории Бор смог вычислить:
возможные радиусы орбит электрона и размеры атома - энергии стационарных состояний атома - частоты излучаемых и поглощаемых электромагнитных волн. 

Распределение энергетических уровней при излучении (испускании) и поглощении атомом водорода электромагнитных волн:

При (n = 1) - основное энергетическое состояние, ему соответствует радиус орбиты электрона r = 0,5 • 10 -11 м.  При (n больше 1) - возбужденные состояния. При поглощении атомом кванта энергии (фотона) атом переходит в возбужденное состояние, при этом электрон переходит на более отдаленную орбиту и его связь с ядром слабеет. Переходы в первое возбужденное состояние (Е2) с верхних уровней соответствует частотам видимой части (кр з с с) спектра водорода.

можно подсчитать по формуле Бальмера-Ритберга:

В спектре водорода обнаружены следующие серии: n = I - серия Лаймана - ультрафиолетовое излучение n = 2 - серия  Бальмера  - видимое излучение n = 3 - серия Пашена - инфракрасное излучение и т.д. Однако, надо помнить, что для атомов с большим числом электронов ( больше 1)  расчеты по теории Бора неприемлемы.