Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Квантовая теория строения атома водорода.






    В атоме водорода вокруг ядра (протона), несущего заряд e, движется один электрон. Ядро можно считать неподвижным, поскольку его масса в 1840 раз больше массы электрона; орбиты электрона в первом приближении можно считать круговыми.

    Центростремительной силой, удерживающей электрон на орбите радиусом r, является кулоновская сила притяжения между электроном и ядром:

    (14)

    m - масса электрона, - его скорость,

    Решая (14) совместно с (12), получим выражение для радиуса стационарных орбит атома водорода

    (15)

    Где n=1, 2,..Для n=1, r1≈ 0.53

    Полная энергия W электрона в атоме слагается из кинетической энергии Wк поступательного движения электрона по орбите и потенциальной энергии Wп притяжения электрона к ядру.

    Учитывая (14), получим

    (16)

    Потенциальная энергия должна быть отрицательна и равна

    (17)

    (18)

    Т.е. полная энергия электрона оказывается отрицательной и равной по абсолютной величине его кинетической энергии. Подставляя в (18) выражение для r из (15), получим

    (19)

    По этой формуле можно рассчитать энергию электрона для любой стационарной орбиты.

    Величина полной энергии электрона, находящегося на стационарной орбите, называется уровнем энергии атома.

    Согласно (19), энергия атома возрастает с увеличением квантового числа n, или с увеличением радиуса электронной орбиты. Так как W отрицательна, уменьшение ее абсолютной величины соответствует возрастанию энергии.

    Энергетический уровень W=-13, 55эВ называется нормальным уровнем, все остальные уровни называются возбужденными.

    Выведем общую формулу для частоты излучения атома. Для этого (19) подставим в (13):

    (20),

    где n иWсоответствуют начальным состояниям атома (до излучения), а n0.и W0 –после излучения

    (21) –постоянная Ридберга

    (22)

    Эмпирические формулы (9), (10) и (11) являются частными случаями (22).

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.