Bohr Modell az Atom

Fordítás angol https://faraday.physics.utoronto.ca/GeneralInterest/Harrison/BohrModel/BohrModel.html

Szerkezete az Atom

A tizenkilencedik század végén, a legtöbb ember elfogadta Dalton javaslat 1808 volt ez az ügy atomokból épülünk fel. Dalton “bebizonyította”, hogy elmélete számos feltételezések, amelyek mindegyike vagy tényszerűen téved, vagy volt egy logikailag inkonzisztens módon. Ennek ellenére ellenzéki kritika, mint Mach, aki soha nem hitt atomok, nagyrészt figyelmen kívül hagyni. Az egész tizenkilencedik század atomism lett egy ötletem jött, hogy uralja azt hittem, több területen, beleértve a politikai tudomány, a szociológia, a pszichológia, a biológia.

Akkor, 1897-ben J. J. Thomson felfedezte az elektront. Megállapította, hogy ezek az elektronok negatív elektromos töltés, ahhoz képest, hogy az atom kevés volt a tömeg. Ezért javasolt, hogy az atomok állt egy nagy, hatalmas pozitív töltésű test számos kisebb negatív töltésű elektronok szétszórva. A teljes díjat a elektronok pontosan kiegyensúlyozott a pozitív töltés a nagy tömeg, így a teljes elektromos töltés nulla volt. Ez volt a címe, hogy a szilvapuding modell az atom. Az elektronok száma határozza meg, hogy az adott kémiai elem. A hidrogén, például egy elektron; hélium két; szén-hat, stb.

A huszadik század elején Rutherford volt kísérletezik az egyik újonnan felfedezett radioaktív anyagok, az egyik, hogy a kibocsátott alfa-részecskéket. Tudta, hogy ezek a részecskék tömege sokkal nagyobb, mint az elektron, volt egy nettó pozitív elektromos töltés; most már tudjuk, hogy ezek a részecskék azonosak a magja a hélium atom. Ő irányította a fény, ezek az alfa-részecskék rá egy nagyon vékony darab arany fólia. Ha Thomson szilvapuding modell helyes volt, a kísérletek lenne valami hasonló, hogy tüzel a BB egy légpuskával egy vékony szelet krém, sajt, snidling. Sőt, az eredmények Rutherford kísérletei rendszerint követte ezt a modellt: szinte minden, az alfa-részecskék alakult ki a másik oldalon enyhén deformálódik, a kölcsönhatás az arany. Azonban egyszer megfigyelte, hogy egy alfa részecske, amely szétszóródott vissza felé a radioaktív forrás.

Expected exptl result
A fenti diagram azt mutatja, amit elvár az eredménye, Rutherford kísérlet, hogy ha a “szilva puding” modell az atom helyes.
Experimental result
A fenti jelzi, hogy a tényleges eredmény. A legtöbb alfa-részecskék, vagy csak kismértékben deformálódik, ahogy az várható volt, de néha egy deformálódik vissza felé a forrás.

Ha a kísérlet járó BB a krémsajtot, néha volt egy BB szórt felé, valószínűleg arra a következtetésre, hogy itt valami viszonylag kicsi, nagyon masszív be a lemez. Hasonlóképpen, Rutherford az a következtetés, hogy belül az arany fólia biztos van valami viszonylag kicsi, nagyon erős, pozitív töltésű. Így a szilvapuding modell az atom összeomlott: a legtöbb a tömeg, a pozitív töltés az atom volt koncentrált egy nagyon kis mennyiség. Ez a kis masszív pozitív töltésű objektum, az úgynevezett mag.

Hamarosan, az emberek javasolt egy planetáris modell az atom. Az elektronok volt kering az atommag körül tartott pályájukat az elektromos erő, ami vonzza a negatív töltésű elektronok a pozitív töltésű atommag.

Azonban ez a modell nincs értelme. Tudjuk, hogy a klasszikus elektromágneses elmélet, hogy minden feltöltött szervezet, hogy az állam a mozgás más, mint a többi, vagy egyenletes mozgás az egyenes bocsát ki energiát, mint elektromágneses sugárzás. Így az elektronok ez a bolygó modell lesz a sugárzó energia. Mint veszítenek energiát fognak spirál be a magot, majd egy ns fog ütköznek. Így ez az atom nem lehet stabil.


Bohr-Modell

Neil Bohr tudta, hogy ezek a tények, illetve a kora része a század együttműködik Rutherford. Azt is tudta, hogy létezik a vonal spektrumok a kémiai elemek; egy dokumentum ebben a témában megtalálható itt. Küzdött, hogy mi értelme ennek. Mivel gyakori volt a Bohr amikor szembesül egy puzzle, ez a harc volt, majdnem mindent elnyelő.

Aztán 1913-ban Bohr, véletlenül botlott Balmer ez a számmisztika a hidrogén spektrum, a flash jött egy működőképes modell az atom. A modell azt állítja, hogy:

  • A planetáris modell megfelelő-e.
  • Ha egy elektron egy “szabad” pályán nem sugároznak. Így a modell egyszerűen dob ki a klasszikus elektromágneses elmélet. Műszaki megjegyzés: az engedélyezett pálya, amelyben az elektron tömege alkalommal a sebesség alkalommal a sugara a pályán egyenlő egy pozitív egész szer Planck-állandó osztva 2 pi. Az egész n lehet 1, 2, 3, 17, 108, stb. Tény, hogy vannak végtelen számú szabad pályák megfelelő, hogy a végtelen számú pozitív egész szám.
  • Ha egy elektron energiát nyel el beeső elektromágneses sugárzás, “kvantum ugrás” egy magasabb energia szabad állam. Ez a magasabb energiaszintre megfelel egy szabad pályára a magasabb érték az n egész szám.
  • Ha egy elektron egy magasabb energiaszintre, kvantum ugrás egy alacsonyabb energiaszintre, egy kisebb értéke n, kibocsátó, mind az energia, mint egyetlen foton az elektromágneses energia.

Egy Flash animáció a Bohr-modell mutatja a gerjesztés, foton kibocsátása az elektron egy Hidrogén atom készült. Ez előírja, hogy a Flash player Verzió 6 vagy jobb; a lejátszó rendelkezésre álló szabad-tól http://www.macromedia.com/. A fájl mérete 74k, az animáció jelenik meg egy külön ablakban. Hozzáférés az animáció, kattintson ide.

Műszaki megjegyzés: a szabad pályák vannak által megadott egyenlet jobbra, ahol m a tömeg a electron, v a sebessége, r a sugara a pályára, h a Planck állandó.

Mint a Bohr-teljes mértékben megvalósult, ez a modell nagyrészt ad hoc, ha nem egyenesen ronda. Azt azonban, hogy “magyarázza” a vonal spektrumok az elemek.

Amikor Bohr megjelent a modell Otto Stern, aki Einstein diák, Max von Laue, aki Planck-diák, egy komoly fogadalmat: “Ha ez a képtelenség a Bohr kell a végén bizonyítani, hogy igaz, akkor kilép a fizika!”

Tekintettel arra, hogy ezek az állítások, plusz a szokásos klasszikus törvényei vonzalom két ellentétes töltésű tárgyakat lehet számítani az energiát az elektronok a pályájukat, mint egy függvény az n értéket. Kiderült, hogy függ a tömeg, töltés az elektron, Planck állandó, néhány állandók elektromágneses elmélet, attól is függ, hogy 1/n2. Az energia szabad kering a hidrogén a jobb oldalon látható; azt is jelezte, az n értéket a három energia szintet.

Műszaki megjegyzés: az a tény, hogy a negatív energiák csak az miatt, hogy egy közös egyezmény, mint ahol mi válassza ki a zéró-pont energia a nem-relativisztikus elemzés.

Emlékszem, Balmer képlet:

Itt R állandó egyenlő körülbelül 10,970,000 es n pedig bármely egész szám nagyobb, mint 2, például a 3, 4, 5, 108, stb. Minden más n értéket ad a hullámhosszt a másik vonal a Hidrogén-spektrum. A folyamatos R általában nevezik, a Rydberg-állandó.

A hullámhossz által leírt ez a képlet felel meg pontosan, hogy a kibocsátott sugárzást, amikor egy elektron a Bohr-modell kvantum ugrás a magas energia pályára, által leírt néhány n nagyobb, mint 2, hogy egy pályán, amelynek értéke n egyenlő 2. A modell átmenetek egyéb “végső” államokban, mint a n egyenlő 1, vagy 3, 4, 5, stb. is megjósolta, hogy a hullámhossz a spektrumot ezek talált kísérletileg, hogy létezik. További, az állandó R kiderül, hogy kifejezve az alapvető fizikai állandók. Így elérte, hogy a számmisztika a Balmer munka egy kicsit vissza.

Műszaki megjegyzés: a Rydberg állandó által adott egyenlet jobbra, ahol m az elektron tömege, e a töltése, c a fény sebessége, h a Planck állandó es  folyamatos kapcsolatban a kifejtett erők által feltöltött testek egymásra, a shapley a vádat.

A legalacsonyabb energia szabad pályára, az egyik n egyenlő egy, a földi állam az atom. Egy unexcited hidrogén atom lesz az elektron ebben az állapotban.


Megmagyarázni a Bohr Modell

1924-ben Louis de Broglie javasolt, hogy az elektronok egy hullám természetű. Ennek részeként a javaslat azt is leírta, hogy a kapcsolat a hullámhossza a hullám szempont a tömeg, valamint a sebesség a részecske szempont. A javaslat az volt, hogy kísérletileg igazolta, ez az egyik alapvető szempontok a Kvantum Mechanika.

Képzeld el, hogy egy bolygó modell az atom, de most már hiszem, hogy az elektronok, mint a hullámok. Ami hullámok tagállamok számára engedélyezni lehet?

Talán emlékszel, hogy a hullámok, hogy “illik” a rendelkezésre álló hely, állóhullámok, azok, amelyek lehetővé. Egy dokumentum megvitatása ez itt érhető el.

Megmutatjuk néhány állóhullám, hogy létezik egy kör alakú pályán.

Így általában a kerülete egyenlő szer a hullámhossz, ahol n pozitív egész szám. A fenti adatok a értéke, n 1, 2, 3 ill.

Megtekintheti egy egyszerű animáció a három kering a fent mutatott, majd kattintson a bal gombot. Ha ön használ egy meglehetősen modern böngésző az animáció jelenik meg egy külön ablakban; zárd be ezt az ablakot, amikor csak akarja. Ha egy régebbi böngésző az animáció jelenik meg ez az ablak, használja a Vissza gombot a böngésző vissza.

Kiderült, hogy ezek az állóhullám államok elektronok felel meg pontosan, hogy a “szabad” elektron kering a Bohr modell. Szóval, a Kvantum Mechanika magyarázza Bohr ad hoc modell az atom.

Most hívjuk az egész re az elv kvantum szám. Vegye figyelembe, hogy a hidrogén atom teljesen leírja az állam az elektron.

“Keressük a leírása a természeti jelenségek vissza kombinációk tiszta számok, amely messze túlmutat a legmerészebb álmok a Pythagoreans.” — Bohr


Szerző

Ez a dokumentum volt írva Márciusában 1999 a David M. Harrison, Fizika Tanszék, Egyetem a Torontói. Ez a verzió 1.10, dátum (hónap/nap/ye) 11/19/07.

Ez a dokumentum Szerzői © 1999, 2000, 2001, 2003 David M. Harrison.

 

Vissza a főoldalra

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *