Непрерывный спектр водорода

При развитии модели строения атома водорода Бору необходимо было преодолеть прежде всего внутренние противоречия, которые имели место в планетарной модели атома. По представлениям классической электродинамики вращающийся электрон должен непрерывно излучать энергию в виде электромагнитных волн. Отсюда следует, что электрон должен упасть на ядро, а также при непрерывном излучении спектр водорода должен быть сплошным, т. е. содержать линии, отвечающие всевозможным длинам волн. Однако, как известно, атом водорода устойчив и спектр его имеет дискретную структуру (рис. 3.5). Отсюда можно было заключить, что механические и электрические свойства макроскопических тел не могут служить моделью для такой микросистемы, как атом водорода (а также вообще микросистем). Бор вынужден был искать новую модель, которая не противоречила бы известным фактам. [c.53]

Атомные спектры. Согласно модели Резерфорда, энергия атома должна уменьшаться непрерывно за счет излучения, образующего сплошной спектр. Однако экспериментально установлено, что все атомные спектры имеют дискретный (линейчатый) характер. Спектр служит одной из важнейших характеристик атома и отражает его внутреннее строение. На рис. 1.1 приведен линейчатый спектр водорода. В видимой области спектра атома водорода имеются только четыре линии, они обозначаются Н , Нр, Н , Н . В прилегающей к видимой ультрафиолетовой области имеется еще несколько линий, которые вместе с указанными четырьмя образуют серию линий. Волновые числа линий этой серии выражаются формулой [c.10]

Для иллюстрации величин сил осцилляторов и правила (98,10) отметим, что сила осциллятора, соответствующая переходу 5 2р в атоме водорода, равна 0,4162. Таким образом, согласно (98,10), сумма сил осцилляторов для переходов с основного состояния во все остальные состояния (кроме 2р) равна 0,5838. При этом переходам во все состояния с непрерывным спектром соответствует часть суммы сил осцилляторов, рав- ная 0,4359. [c.470]

НЕПРЕРЫВНЫЙ СПЕКТР ВОДОРОДА [c.122]

Вследствие постепенного изменения скорости вращения электрона электромагнитное излучение атома должно состоять из непрерывного ряда лучей различных длин волн. Иначе говоря, спектр водорода должен быть сплошным, т. е. содержать линии, соответствующие всевозможным длинам волн. [c.78]

Оттенение может быть направлено как в красную, так и в фиолетовую область длин волн. В некоторых случаях канты выражены не особенно резко или отсутствуют совсем иногда в полосе наблюдаются два или больще кантов. В случае молекулярного водорода. вместо полосы на спектрограмме видно много отдельных линий. Иногда наблюдаются сплошные участки непрерывного спектра. [c.194]

Таким образом, классическая электродинамика оказалась в противоречии с теорией строения атома Резерфорда. Кроме того, она оказалась в противоречии и с самим фактом существования атома водорода в устойчивом состоянии, когда он ничего не излучает и не теряет энергии. При возбуждении атомов водорода они становятся излучателями линейчатого (прерывистого) спектра, что противоречит непрерывности излучения энергии электроном. Объяснение спектра водорода и других атомов было дано датским физиком Н. Бором в 1913 г. [c.57]

После открытия электрона и протона эта модель была рассмотрена физиками, занимавшимися вопросами строения атомов, и стало очевидным, что прежнюю теорию движения частиц (законы Ньютона), а также теорию электричества и магнетизма нельзя применить к атому. Согласно электромагнитной теории, при вращении электрона вокруг ядра должен возникать свет, частота которого должна быть равной частоте вращения электрона в атоме. Такое испускание света движущимся электроном подобно испусканию радиоволн при прямом я обратном движении электронов в передающей радиоантенне. Однако по мере продолжения непрерывного испускания атомом энергии в виде света электрон должен был бы двигаться по спирали, все больше и больше приближаясь к ядру, и частота его движения вокруг ядра должна была бы все возрастать. В соответствии с этим по старым (классическим) теориям движения и электромагнетизма атомы водорода должны были бы давать спектр всех частот непрерывный спектр). Но это противоречит экспериментальным данным спектр водорода, получаемый в разрядной трубке, содержащей атомы водорода (образующиеся в результате диссоциации молекул водорода), состоит из дискретных линий, как показано на рис. 5.7. Кроме того, известно, что объем, который занимает атом водорода в твердом или жидком веществе, соответствует диаметру атома, равному примерно 200 пм, между тем прежние теории атома водорода не объясняли, каким образом электрон удерживается на определенном расстоянии, а не перемещается все ближе и ближе к ядру, и диаметр атома не становится значительно меньше 200 пм. [c.120]

На основании всех этих рассуждений можно заключить, что уровни энергии электрона в атоме водорода образуют последовательность, сходящуюся к определенному пределу, после которого наблюдается непрерывная область значений Е (непрерывный спектр), отвечающая области свободного полета электрона (отрыв от ядра и распад атома) Расстояния между уровнями монотонно уменьшаются [c.29]

Если ацетилен в пламени есть, то его превращение вначале ведет к образованию газообразных углеродистых продуктов (с высоким содержанием углерода и незначительным содержанием водорода). В большинстве случаев превращения этих продуктов приводят к образованию конденсированных частиц и появлению характерного свечения пламени. Однако в некоторых высокотемпературных пламенах, содержащих ацетилен, образование светящих-. ся частиц не происходит, поскольку газообразные углеродистые продукты расходуются на стадиях, предшествующих образованию зтих частиц. Так, по нашим наблюдениям, диффузионное пламя уротропина не содержит частиц, излучающих непрерывный спектр. Очевидно, все углеродистые продукты превращения ацетилена расходуются в реакциях взаимодействия с парами воды я двуокисью углерода. В пламенах гомогенных смесей, а также в реакционной зоне фронта диффузионных пламен возможно сгорание газообразных углеродистых продуктов в результате непосредственного взаимодействия с кислородом. [c.121]

Можно установить следующие основные этапы механизма перехода в пластическое состояние углей 1) перераспределение водорода и избирательное гидрирование части промежуточных продуктов, образующих твердую фазу 2) формирование поли-дисперсной системы и возникновение непрерывного спектра молекулярных масс промежуточных продуктов 3) достижение максимальной текучести в условиях убыли жидкой фазы в результате снижения ее молекулярной массы 4) зарождение и развитие надмолекулярных (твердофазных) образований в пластической массе углей, ее структурирование и отверждение в ходе ароматизации. [c.143]

Во-вторых, учтем особенности строения так называемых гибких молекул. Гибкие молекулы можно определить как структуры, имеющие более одной конфигурации, свободная энергия которых различается не больше чем на 3 к2 Хорошим примером гибких молекул являются молекулы нормальных парафинов [19]. Может показаться удивительным, что в явлениях внутреннего трения [20, 21] и диффузии [22, 231 такие молекулы часто проявляют себя почти как сферические, свернутые в клубок структуры. Причина такого свертывания была приписана различным энергетическим факторам [24]. Об одной особенности этих молекул, связанной с гибкостью, упоминалось уже выше при обсуждении возможного влияния искажающих столкновений на активность молекулы как катализатора передачи энергии. Другой особенностью, проявляющейся в диффузии гибких молекул, является водородный эффект, или увеличенный диаметр столкновения с водородом. Оказалось, что этот эффект [22, 23, 25, 26] обусловлен богатым, почти непрерывным спектром внутренней энергии, получающимся из многочисленных колебательных уровней, искаженных и уширенных при скручивании молекулы. Обе эти особенности гибких молекул имеют место при относительно низком среднем значении поступательной энергии. Иначе, по-видимому, ведет себя горячая гибкая молекула, появившаяся в газе вследствие статистических флуктуаций или как результат химической реакции. В частности, при быстром вращении она может выпрямиться под действием центробежных сил. Полностью распрямленная молекула будет вести себя в дальнейших столкновениях как гибкий стержень. Такой эффект должен сильно увеличить диаметр столкновения для богатых энергией гибких молекул, образующихся в результате реакции. [c.125]

Основные научные работы посвящены изучению атомного ядра и физическому обоснованию периодической системы элементов. Открыл (1914) непрерывный спектр энергии Р-излучения. Экспериментально подтвердил (1920) равенство заряда ядра порядковому номеру элемента. Совместно с Резерфордом изучал (1921) искусственное превращение элемептов под действием а-частиц установил, что нри действии а-частиц на ядра бора, фтора, натрия, алюминия и фосфора происходит выделение быстрых атомов водорода. Открыл [c.555]

Разряд в водороде дает хороший непрерывный спектр вплоть до 1650 А, ниже этой границы он переходит в интенсивный молекулярный спектр, состоящий из множества линий, который простирается вплоть до 803 А. Разряды [c.76]

Теория эффекта Штарка в водороде явилась первым приложением теории возмущений в квантовой механике. Оказалось, что положение линий водорода при учете эффектов первого порядка (т. е. пропорциональных напряженности поля) такое же, как и по теории квантованных орбит. Однако учет эффектов второго и третьего порядка в квантовой механике дает результаты, отличные от старой теории. Экспериментальные работы, в которых изучался эффект сильных полей, обнаружили согласие с новой теорией. При очень больших полях становится существенной другая сторона эффекта — исчезновение квантования энергии под действием поля. Это проявляется в смещении границы серии Бальмера в красную сторону, причем часть шкалы частот, которая при отсутствии поля принадлежала линейному спектру, теперь заполняется непрерывным спектром. [c.380]

Своей линейчатой структурой спектр водорода свидетельствовал о том, что потеря энергии (соответственно порождаемым излучениям) происходит не непрерывно (иначе спектр был бы сплошным), а определенными порциями. Своеобразное же закономерное чередование линий наводило на мысль, что эти порции излучаемой энергии — не одинаковы. В целом напрашивался вывод о своеобразной дискретности (зернистости) внутренней структуры атома, которую науке еще предстояло вскрыть. [c.72]

Оптические спектры. В отличие от атомных молекулярные спектры характеризуются большой сложностью. Если молекулы вещества возбуждать каким-либо способом, например действием электрического разряда в разрядной трубке, то они дают спектр, состоящий из одиночных линий, отдельных полос и сплошной полосы. Такие спектры называют эмиссионными, или спектрами испускания. Если же через пары вещества пропускать свет с непрерывным спектром, например свет ртутной лампы, то в молекулярном спектре, который называется абсорбционным, или спектром поглощения, наблюдаются только полосы. На рис, П-24 и П-25 приведены для сравнения эмиссионные спектры атомного и молекулярного водорода. На рисунках видно, что еслн спектр атомного водорода состоит из одиночных линий, то в спектре молекулярного водорода, кроме одиночных линий, наблюдаются полосы и область сплошного спектра. [c.107]

Описана методика [278] анализа серы и кобальта в нефтепродуктах с использованием радиоизотопного источника излучения Фт/А . В [279] обсуждены проблемы прямого определения никеля в нефти. Использован спектрометр со смешанной оптикой фирмы Силине № 52 360 с кристаллом ЫР и Ш-труб-кой (55 кВ, 40 мА). Определение никеля проводили по линии никеля /Са, а в качестве внутреннего стандарта применяли непрерывный спектр вблизи этой линии. Образцами сравнения для градуировки аппаратуры служили нефти, в которых содержание никеля было установлено фотоколориметрическим методом. Интервал определяемых концентраций никеля в нефти составил от 2-10 до 10 %. Содержания серы, водорода и углерода в пробах нефти сушественно влияют на определение никеля. При анализе нефтей с малоизменяющимся составом перечисленных элементов это влияние легко учитывается. В топливном мазуте и нефти обнаружены ванадий, никель, железо, цинк, молибден, мышьяк и селен методом РФА с дисперсией по энергии. Для простоты проведения анализа употребляли микромишени (диаметром 3—4 мм), в которые вводили исследуемый образец и растворы хрома и родия в качестве стандартных элементов. При анализе маловязких образцов можно использовать метод добавки одного элемента [280]. [c.70]

Возникающие при ионизации вторичные электроны также характеризуются некоторым непрерывным спектром энергий. Спектры вторичных электронов, теоретически рассчитанные Бете 14] для ионизации атома водорода, приведены в табл. 5. [c.14]

Знак интегрирования относится к функциям непрерывного спектра. Функции — собственные функции водородного атома для разных уровней возбуждения п. Эти функции удовлетворяют волновому уравнению для атома водорода [c.25]

Из рассмотрения двух кривых следует, что устойчивое состояние молекулы водорода возможно только в случае симметричной (орбитальной) собственной функции, соответствующей энергии Es. Значения же потенциальной энергии Еа для антисимметричного состояния являются положительными при всех междуядерных расстояниях это означает, что два водородных атома будут всегда отталкиваться один от другого, причем отталкивание по мере сближения атомов возрастает. Однако, несмотря на то, что антисимметричная электронная собственная функция не приводит к устойчивой мо-леку е, все же неустойчивое соответствующее этой молек ше, было обнаружено при изучении непрерывного спектра. [c.100]

Свет, излучаемый раскаленной нитью электролампы, вольтовой дугой, пламенем свечи и другими раскаленными добела твердыми и жидкими телами, дает спектр, который представляет сплошную полосу, состоящую из всех цветов, непрерывно переходящих друг в друга. Раскаленный же пар или газ дает линейчатый спектр. Каждый элемент имеет свой особенный линейчатый спектр например, спектр натрия состоит из желтых линий, спектр водорода в основном из оранжевых, зеленых и голубых линий. Это так называемый линейчатый спектр испускания (эмиссионный). Такие спектры используют как для качественного, так и для количественного спектрального анализа. [c.506]

СОСТОЯТЬ ИЗ непрерывного ряда лучей различных длин волн. Иначе говоря, спектр водорода должен быть сплошным, т. е. содержать линии, соответствуюии1е всевозможным длинам волн. [c.68]

Выражаемая ими зависимость Еа и Ер, от г/а приведена на рис. 14. Кривая Е описывает молекулу водорода, для которой энергия положительна при всех межъядерпых расстояниях. Такая молекула является нестабильной. Однако ее существование не вымышлено, а подтверждается некоторыми непрерывными спектрами испускания электронно-возбужденных молекул водорода. Энергия стабильной молекулы водорода в зависимости от г/а нри- [c.181]

Разрушение молекулы уротропина в пламени начинается с разрыва СМ-овязей. Разложение идет с образованием метана, зтана, водорода и, возможно, азота. Одновременно происходит уплотнение структуры и образование С,Н,Ы-содержащих продуктов, остающихся в виде хлопьев на поверхности горящего образца. Другие химические процессы в пламени могут быть описаны уже приведенными выше суммарными уравнениями. Интересно отметить отсутствие дымообразующих частиц в пламени уротропина, несмотря на наличие в нем ацетилена. Это свидетельствует о том, что прев1ращение ацетилена в углеродистые продукты не всегда сопровождается образованием частиц, которые обусловливают непрерывный спектр излучения. [c.119]

Когда требуется источник с непрерывным спектром излучения до 4000 Л, люжно воспользоваться неконденсироваппым разрядом высокого напрял<ения в водороде при низком давлении. На рис. 80 показана лампа такого типа, [c.234]

Итак, светлые спектральные лучи, характеризующие данный металл, могут быть поглощены (т.-е. превращены в темные черты) при прохождении чрез пространство, содержащее [накаленный пар] данн[ого] металл[а], света, дающего непрерывный спектр. Подобное явление, воспроизводимое искусственно, надо признать совершающимся и с солнечным светом, если в нем замечаются темные черты, характеризующие известные металлы, т.-е. фраунгоферовы линии составляют спектр поглощения или зависят от обращенного спектра, причем предполагается, что солнце само по себе дает непрерывный спектр без фраунгоферовых линий, как все известные источники искусственного света. Должно себе представить, что солице от высокой температуры, которая ему свойственна, испускает яркий свет, дающий непрерывный спектр, и что этот свет, достигая нашего глаза, проходит чрез пространство, наполненное парами различных металлов или их соединений. Так как в атмосфере земной нет или весьма мало металлических паров, а в небесном пространстве нельзя их предполагать, то единственным местом, в котором можно допустить существование таких паров, должно считать атмосферу, окружающую самое солнце. Так как причину яркого солнечного света должно искать в очень высокой его температуре, то существование около солнца атмосферы, содержащей металлические пары, весьма понятно, потому что при высокой его температуре такие металлы, как натрий и даже железо (при сравнительно малом давлении, существующем на поверхности солнца), выделяются из соединений и превращаются в пар, т.-е. солнце должно представить окруженным атмосферою накаленных парообразных и газообразных [368] тел и между ними тех простых тел, обращенные спектры которых совпадают с фраунгоферовыми линиями, а именно натрия, железа, водорода, лития, кальция, магния и т. п. Таким образом, в световых исследованиях найден способ определить состав недоступных нам небесных светил, и в этом отношении, после Кирхгофа, сделано уже многое, и по спектру многих небесных светил [c.37]

Атом водорода. Хотя вопрос о структуре простейшего атома — атома водорода — и казался разрешенным предложенной в 1911 г. планетарной моделью, однако в самой этой модели таились внутренние противоречия. Действительно, по представлениям классической электродинамики, вращающийся вокруг ядра электрон должен непрерывно излучать энергию в виде электромагнитных волн. Отсюда вытекают два важных следствия. I) Из-за постоянного излучения энергии радиус орбиты электрона должен псследооателько уменьшаться в конце концов электрон должен упасть на ядро, что привело бы к уничтожению атома, как такового. 2) Вследствие постепенного изменения скорости вращения электрона электромагнитное излучение атома должно состоять из непрерывного ряда лучей различных длин волн. Иначе говоря, спектр водорода должен быть с п л о ш и ы. м, т. е. содержать линии, соответствуюш,не в с е в о з м о ж и ы jvi длинам волн. [c.86]

Спектры щелочных металлов, подобно спектру водорода и искровому спектру гелия, посрроены крайне просто. Поэтому их изучение дало основу для нахождения общих закономерностей в строении спектров. На рис. 33 приведен абсорбционный спектр паров натрия. Этот спектр очень близок к бальмеровской серии спектра водорода (рис. 17). Фактически этот спектр удается воспроизвести, используя формулу, которая выглядит аналогично формуле серии Бальмера. Эта же серия имеется также в спектре излучения паров натрия и является там наиболее сильной наряду с некоторыми другими, которые не проявляются в абсорбционном спектре. Ее считают поэтому главной серией натрия. Было измерено не менее 57 линий этой серии. Непрерывный спектр, прилегающий к коротковолновому концу серии, не наблюдается в эмиссионном спектре. Кроме главной серии, натрий обладает еще двумя побочными сериями и так называемой серией Бергмана. Так, например, упомянутая выше оранжевая линия натрия (% = 616 тр,) принадлежит к так называемой резкой побочной серии натрия. То же относится и к другим щелочным металлам. Главные серии являются в каждом случае наиболее сильными, поэтому они и были [c.175]

Сопоставление результатов экспериментов различных авторов между собой и с результатами расчетов показывает, что в случае водорода имеет место хорошее согласие экспериментальных результатов с предсказаниями теории. Экснериментальные результаты для инертных газов наиболее полны и, как правило, согласуются друг с другом [218, 227]. Исключение составляют последние результаты по аргону, отличающиеся от ранее приводимых результатов [219]. Для гелия расчеты по методу Хартри—Фока и методу квантового дефекта хорошо согласуются с экспериментом [228], то же самое справедливо и для неона. Расчеты для аргона и криптона по методу Хартри—Фока отличаются от экспериментальных данных в 2— 3 раза, а но методу квантового дефекта точность в припороговой области выше. Но уже для ш,елочных металлов ни один из методов расчета не дает хорошего согласия результатов во всем диапазоне измерений. Расчеты методом квантового дефекта дают удовлетворительные результаты вблизи порога. Экспериментальные данные по щелочноземельным атомам ограниченны и касаются припороговой области (кроме кальция). Здесь существенную роль играют автоионизационные процессы. Расчеты с самосогласованными функциями не дают характерной экспериментальной частотной зависимости сечений. Расчет по [225] дает лучшие результаты, но в некоторых областях расхождение составляет больше порядка величины. Экснериментальные данные разных авторов для элементов группы алюминия (А1, Те, Оа, 1п) различаются до порядка величины. Расчет по [225] не годится, так как дает неверную частотную зависимость и расхождение абсолютной величины, достигающее двух порядков. Это связано с наложением различных конфигураций в дискретном и непрерывном спектрах. Других расчетов для этих атомов нет. Для атомов кислорода расчет по [225] дает хорошие результаты в области порога. Для малых длин волн (А < 650 А) расчеты с использованием самосогласованных функций дают более хорошие результаты, чем расчеты по [225]. Различие не выходит за пределы 100%. [c.73]

От 300 до 680 нм простирается континуум с множеством неразрешенных полос. Континуум в области 4004-600 нм наблюдался в реакции окисления водорода в смешанных пламенах [4], при давлениях смеси 2—16 мм рт. ст. континуум в области 320-=-680 нм наблюдался в поглощении при флеш-фотолизе смеси ВСЬ+Ог и отнесен к радикалу ВОз [5], а также при фотолизе смеси ВС1з+Оз [6], окислении триэтил-бора атомарным кислородом [7]. Поэтому можно отнести континуум в области 3004-680 пм в реакции окисления (БЦ) при температурах нити 350- 600° к наложению непрерывного спектра ВОг и эмиссии реакции горения во,цорода. Доказательством того, что реакция окисления водорода идет, является окрашивание пламени вокруг нити в характерный оранжевый цвет, при сильном разбавлении смеси аргоном. Оранжевое свечение — это флуоресценция атомов N3, характерная для пламени предварительно смешанных Нг и Оа при 500°С [4]. [c.65]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология