Бора теория линейчатый спектр

Как объясняет теория Бора происхождение и линейчатую структуру атомных спектров По какой формуле можно вычислить частоту колебаний и волновое число для каждой линии в спектре атома водорода Почему в спектроскопии предпочитают пользоваться последним [c.77]

Таким образом, теперь ясно видна необходимость использования трех квантовых чисел для описания энергии электрона. Каждое новое квантовое число вводилось для удовлетворения требований эксперимента. Однако даже с этими тремя квантовыми числами невозможно было полностью объяснить линейчатые спектры. Например, действие слабого магнитного поля приводит к так называемому аномальному эффекту Зеемана, который нельзя было понять на основе модели Бора — Зоммерфельда. Кроме того, у атома Бора и его вариантов было множество других недостатков. Одним из них, и, по-видимому, наиболее существенным, была невозможность применения теории Бора к более сложным атомам. Приложение ее к спектру даже такого простого атома, как атом гелия, приводило к полной неудаче, и все попытки понять основы периодической системы в рамках модели Бора были безуспешны. Это показывает, что все вышеизложенное верно только для одноэлектронной системы. Такое ограничение не имеет смысла, и поэтому очевидна необходимость найти что-то лучшее. [c.37]

Несомненно, теория Бора— Зоммерфельда явилась крупнейшим достижением физики. Наличие в атомах дискретных состояний было подтверждено экспериментально в опытах Д. Франка и Г. Герца (1913 г.). Серьезным успехом этой теории стало также вычисление постоянной Ридберга для водородоподобных систем и объяснение структуры их линейчатых спектров. В частности, Бору удалось правильно объяснить серии спектральных линий иона Не+, до того приписываемые водороду. Теория Бора — Зоммерфельда объяснила физическую природу характеристических рентгеновских спектров, расщепление спектральных линий в сильном магнитном поле (так называемый нормальный эффект Зеемана) и другие явления. [c.17]

Во-вторых, Бор объяснил происхождение и характер спектра водорода. Давно было известно, что атомы водорода, активированные каким-либо способом (нагреванием или действием электрического поля), излучают свет. Спектр этого излучения состоит из воли строго определенной длины, т. е. спектр излучения не с1 лошной, а линейчатый. Согласно квантовой теории света это означает, что возбужденный атом водорода излучает кванты, об- [c.25]

Однако теории Бора свойственны и существенные недостатки. Она не пригодна для объяснения строения сложных атомов, начиная с гелия. Даже для атома водорода теория Бора не смогла объяснить тонкую структуру линейчатого спектра. Оказалось, что линии спектра атома представляют собой совокупность близко расположенных друг к другу отдельных линий. Теория Бора не могла предсказать поведения атома водорода в магнитном поле. Возникла необходимость изменить представление об электроне как о микроскопической заряженной частице, подчиняющейся тем же законам, каким подчиняются макроскопические тела. Необходимо было разработать новую теорию, применимую к микрочастицам. [c.13]

Теория Бора находилась в замечательном согласии со многими экспериментальными фактами и впервые дала удовлетворительное объяснение линейчатых спектров атомов (ср. рис. 1.5, стр. 28). Например, при помощи уравнения (1.3) можно было легко вычислить энергию, необходимую для ионизации атома в его основном состоянии, т. е. для того, чтобы удалить электрон от протона на бесконечно большое расстояние. Эта энергия просто равна / , и на рис. 1.5 она показана стрелкой, помеченной буквой /, которая является обычным обозначением энергии ионизации. Значение, вычисленное таким образом, находится в хорошем согласии с эк-.4 спериментально установленным. Более того, предполагая, что атом водорода, характеризуемый в некотором данном состоянии значением п, равным п, может перейти в другое состояние, которое характеризуется п", либо поглощая энергию (если п" > п. ), либо излучая ее (если п"<п ), Бор смог рассчитать частоты всех линий, наблюдаемых в спектрах поглощения и излучения атома водорода, используя уравнение (1.3) с Я, вычисленной по значениям фундаментальных констант, через которые выражена эта постоянная. Каждая постоянная была измерена независимо. На рис. 1.5 стрелки показывают несколько переходов, обусловливающих хорошо известные линии в спектре испускания водорода. [c.17]

Безусловно, что теория Бора обладала большими достоинствами, например таким, как количественное предсказание линейчатых спектров водородоподобных атомов. Однако были такн е и некоторые трудности. Одним из первых затруднений была проблема тонкой структуры линейчатого спектра водородоподобного атома. Теория Бора объясняла существование различных линий в спектре водорода и предсказывала существование серий только единичных линий. В то время это было как раз тем, что и наблюдалось на опыте. Однако с усовершенствованием приборов и техники эксперимента оказалось, что линии, принимавшиеся раньше за единичные, в действительности состоят из совокупности линий,. расположенных очень близко друг к другу. Следовательно, для каждого квантового числа существует скорее несколько энергетических уровней, близких друг к другу, чем единственный уровень. Потребовалось введение новых квантовых чисел, а получить их непосредственно нз модели Бора было невозможно. Это затруднение было до некоторой степени разрешено Зоммер-фельдом, когда он детально рассмотрел существование для электрона эллиптических орбит. Бор допускал возможность существования эллиптических орбит в своей первоначальной работе, но дальше не развил эту идею. Для круговых электронных орбит единственной изменяющейся координатой является угол вращения ф. Однако для эллиптической орбиты (рис. 1-11) изменяться могут как угол ф, так и радиус-вектор г. Две степени свободы обусловливают возможность существования двух квантовых состояний. Для того чтобы обе степени свободы сделать квантованными, [c.34]

Строение электронной оболочки атома по Бору. Как уже указывалось, в своей теории Нильс Бор исходил из ядерной модели атома. Основываясь иа положении квантовой теории света о прерывистой, дискретной природе излучения и на линейчатом характере атомны.х спектров, ои сделал вывод, что энергия >лектронов в атоме не может меняться непрерывно, а изменяется скачками, т. е. дискретно. Поэтому в атоме возможны не любые энергетические состояния электронов, а лишь определенные, разрешенные состояния. Иначе говоря, энергетические состояния электронов в атоме квантованы. Переход из одного разрешенного состояния в другое совершается скачкообразно и сопровождается испусканием или поглощением кванта электромагнитного излучения. [c.66]

Датский физик Бор в 1903 г. внес в планетарную модель атома Резерфорда квантовые представления и объяснил происхождение линейчатых спектров атомов. Его теория строения атома водорода основывается иа двух постулатах . [c.48]

Систематически изучать линейчатые спектры начали примерно в 1880 г. Первые исследователи добились некоторых успехов в интерпретации спектров, в раскрытии закономерностей, связывающих частоты спектральных линий было установлено, например, что частоты спектральных линий водородного атома в отличие от других атомов связаны наиболее простыми соотношениями, рассматриваемыми ниже. Эта закономерность обнаруживается нри простом рассмотрении части спектра водорода, приведенного на рис. 74. Однако вплоть до 1913 г. не удавалось интерпретировать спектр водорода на основании электронных представлений о строении водородного атома. В 1913 г. Нильс Бор нри решении этой проблемы успешно применил квантовую теорию, заложив тем самым основу для чрезвычайно быстрого развития наших знаний о природе материи, что и имело место в последующие сорок с лишним лет. [c.145]

После того как в 1913 г. была выдвинута теория Бора, описывающая строение атома водорода, началось быстрое и успешное определение электронной структуры атомов, содержащих много электронов. Этот успех основывался на результатах изучения целого ряда физических явлений, особенно линейчатых спектров атомов. К 1925 г. уже имелись подробные данные об электронной структуре всех атомов. Такого рода сведения необходимы для понимания валентности и строения молекул. [c.176]

Кроме этих ранее открытых трех серий линий в спектре водорода, Бор на основе своей теории предсказал существование еще двух серий, которые были впоследствии открыты. Таким образом. Бор в своей теории удачно согласовал ядерную модель атома с линейчатым спектром водорода. [c.47]

Строение молекулярных спектров. Линейчатые спектры атомов. состоят из отдельных линий, разделенных значительными расстояниями. Каждая из них, согласно теории Бора ( 65), образована квантами света, излучаемыми при переходе электронов от одних энергетических уровней к другим. Существование близких [c.201]

Таким образом, теория Бора — Зоммерфельда успешно объясняет большинство особенностей линейчатых спектров атома водорода и водородоподобных ионов. Теория позволяет определять значения радиуса атома водорода и предсказывает изотопический сдвиг, обусловленный разностью масс, который использован для открытия дейтерия. Несмотря на эти достижения, первоначально квантовой теории присущи многие недостатки. Она несостоятельна при рассмотрении спектра двухэлектронного атома, такого, как гелий. Далее, хотя возможны точные предсказания частот спектральных линий водорода, теория не предусматривает расчета их интенсивностей. Эти вопросы остались нерешенными вплоть до развития современной квантовой механики, которая удовлетворительно их разрешила. [c.30]

При помощи весьма элементарного математического рассмотрения Бор смог интерпретировать сложный и до тех пор необъяснимый линейчатый спектр излучения атома водорода. Это явилось настолько большим и важным успехом, что основные представления Бора были почти немедленно приняты, хотя в последующие годы их пришлось значительно видоизменить и дополнить. Для иллюстрации чрезвычайной простоты его метода приведем простой расчет для атома водорода. В классической теории полная энергия электрона Е выражается следующим образом [c.22]

В доквантово-механический период общий метод исследования задач теории атомных спектров состоял в следующем вычисления делались на основе некоторой модели при помощи классической механики, а затем делалась попытка изменить формулы так, чтобы эти изменения были незначительными для больших квантовых чисел, однако характер их давал бы возможность достигнуть соответствия f с экспериментом при малых квантовых числах. Следует удивляться тому коли-честву результатов современной теории линейчатых спектров, которое было получено этим путем. Существенные достижения здесь принадлежат Паули, Гейзенбергу, Гунду и Ресселю. Была построена векторная модель сложных атомов, в которой основную роль играло квантование моментов количества. > движения отдельных электронных орбит и их векторной суммы. К этому же V периоду относится открытие Паули правила запрета, согласно которому два электрона в атоме не могут обладать одной и той же совокупностью квантовых чисел. После появления квантовой механики принцип Паули естественным образом вошел в теорию. Однако этот принцип сыграл еще большую роль как эмпирическое правило, в особенности благодаря работам Гунда, посвященным строению сложных спектров, и развитию теории периодической системы элементов, начатую Бором. [c.17]

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]

В 1913 г. Н. Бор использовал идеи квантовой теории сначала для объяснения линейчатых электронных спектров атомов водорода, а потом сформулированные им постулаты были распространены для объяснения поведения электронов атомов и других элементов. Он предположил, что энергия электронов в атоме может изменяться только конечными порциями— квантами. Основным в его постулатах было допущение, что электроны могут двигаться в положительном поле ядра атома, не меняя своей энергии, только по строго определенным стационарным орбитам. Переход же с одной орбиты с энергией Е1 на другую с 2 требует либо поглощения электронами кванта энергии, если Е2>Ё1, либо выделения излишка энергии в виде квантов света, если Е КЕ . В общем случае изменение энергии (рис. 8) связано с частотой излучения следующим соотношением [c.46]

Применение теории Бора. Все упомянутые в предыдущем параграфе особенности линейчатых атомных спектров прекрасно объясняются теорией Бора. Мы начнем с наиболее простого случая спектра водорода, для которого эта теория уже в той элементарной форме, в которой она была изложена выше, дает почти [c.86]

Удачное объяснение строения атома предложил в 1913 г. Нильс Бор, который прославился этой и другими работами в области атомной физики. Бор свел воедино несколько хорошо установленных, но разобщенных фактов и теорий—линейчатую структуру атомных спектров, классическую механику, электростатику и новую идею Планка о квантовании энергии [см. уравнение (2.5)]. Согласно вьщвинутой Бором модели, электрон в атоме водорода приобретает или теряет энергию только целочисленными квантами. При этом электрон перескакивает с одного энергетического уровня на другой, скажем с на Е2, и поглощаемое или испускаемое атомом в результате этого излучение должно обладать такой частотой, чтобы выполнялось соотношение [c.69]

Это уравнение позволяет рассчитать линейчатый спектр водорода, если вместо п" и п в него подставить различные целые числа. Когда Бор в 1913 г. выдвинул свою теорию, она буквально вызвала изумление, ибо позволила рассчитать спектральные линии водорода непосредственно из физических данных, уже установленных к тому времени опытным путем. Заряд элек- [c.148]

Планетарная модель атома Резерфорда, экспериментально наблюдаемый линейчатый характер атомных эмиссионных спектров, квантованность (согласно Планку и Эйнштейну) электромагнитного излучения легли в основу теории строения атома, которую предложил Бор в 191 3 г. [c.46]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология