атома до і після випромінювання і поглинання). При En gt; Em відбувається випромінювання фотона (перехід атома зі стану з більшою енергією в стан з меншою енергією, тобто перехід електрона з більш віддаленої від ядра орбіти на більш довколишню), при En lt; Em - його поглинання (перехід атома в стан з більшою енергією, тобто перехід атома на більш віддалену від ядра орбіту) ».
Теорія Бора блискуче пояснила експериментально спостережуваний лінійчатий спектр водню. Але успіхи теорії атома водню були отримані ціною відмови від фундаментальних положень класичної механіки, яка впродовж більше 200 років залишається безумовно справедливою. Тому велике значення мало прямий експериментальний доказ справедливості постулатів Бора, особливо першого - про існування стаціонарних станів. Другий постулат можна розглядати як наслідок закону збереження енергії і гіпотези про існування фотонів. [1, с.89]
Німецькі фізики Д. Франк і Г. Герц, вивчаючи методом задерживающего потенціалу зіткнення електронів з атомами газів (1913р.), експериментально підтвердили існування стаціонарних станів і дискретність значень енергії атомів.
Незважаючи на безсумнівний успіх концепції Бора стосовно до атому водню, для якого виявилося можливим побудувати кількісну теорію спектра, створити подібну теорію для наступного за воднем атома гелію на основі уявлень Бора не вдалося. Щодо атома гелію і більш складних атомів теорія Бора дозволила робити лише якісні (хоча і дуже важливі) ув'язнення. Подання про певні орбітах, по яких рухається електрон в атомі Бора, виявилося вельми умовним. Насправді рух електронів в атомі має мало спільного з рухом планет по орбітах.
В даний час за допомогою квантової механіки можна відповісти на багато питань, що стосуються будови і властивостей атомів будь-яких елементів.
2.2. Стаціонарні орбіти і енергетичні рівні
На підставі постулатів Бора можна наочно уявити стаціонарні стани атома наступним чином.
Доцентрове прискорення? при русі електрона по окружності створюється кулоновской силою Fе. Отже,
=v2/r=Fе/m
В атомі водню заряд ядра дорівнює заряду e електрона, тому для атома водню отримаємо:
/r=e2/4 ?? 0mr2
звідки
v2=e2/4 ?? 0mr
Рухаючись по кожній з розріджених стаціонарних кругових орбіт, електрон володіє певним запасом кінетичної енергії, а також і потенційною енергією в електричному полі атомного ядра. Позначимо через En суму кінетичної енергії електрона на стаціонарній орбіті з номером n і потенційної енергії взаємодії електрона з атомним ядром. Тоді кожної дозволеної стаціонарній орбіті електрона в атомі можна поставити відповідність в значення енергії атома в стаціонарному стані. Для наочного уявлення можливих енергетичних станів атомів використовуються енергетичні діаграми. (Додаток В)
На енергетичної діаграмі кожне стаціонарне стан атома відзначається горизонтальною лінією, званої енергетичним рівнем. Нижче всіх інших на діаграмі розташовується енергетичний рівень, відповідний енергії E1 основного стану атома, енергетичні рівні збуджених станів розташовуються над основним рівнем на відстанях, пропорційних різниці енергій порушеної і основного станів. Переходи атома з одного стану в інший зображуються вертикальними лініями між відповідними рівнями на енергетичній діаграмі, напрямок переходу вказується стрілкою.
Переходу електрона зі стаціонарною орбіти під номером m на стаціонарну орбіту під номером n відповідає перехід атома зі стану з енергією Em в стан з енергією En. Цей перехід на діаграмі енергетичних рівнів позначається вертикальною стрілкою від рівня Em до рівня En. (Додаток Г)
2.3 Пояснення походження лінійчатих спектрів
Постулати Бора дозволяють пояснити походження лінійчатих спектрів випромінювання і поглинання, пов'язуючи їх існування з наявністю дискретного ряду енергетичних станів атомів.
Всі атоми одного хімічного елемента мають однаковий зарядом атомного ядра. При однаковому заряді ядра атоми мають однаковою будовою електронних оболонок і тому мають однаковий набір можливих енергетичних станів і переходів між ними. Випромінювання і поглинання фотонів відбувається при переходах атомів з одного дозволеного стаціонарного стану в інший. Енергія фотона, що поглинається атомом при переході з нормального стану з енергією E1 в збуджений стан з енергією En, в точності дорівнює енергії фотона, випромінюваного атомом при зворотному переході, так як і в тому, і в іншому випадку вона дорівнює різниці енергій атома в цих двох станах:
=En - E1
