Атом водорода по Бору. Квантовые постулаты

1. Атом водорода по Бору. Квантовые постулаты.

2. Серии излучения атома водорода

E6 0.38эВ
E5 0.54эВ
E4 0.85эВ
серия Пашена
E3 1.51эВ
серия Бальмера
E2 3.40эВ
серия Лаймана
E1 13.6эВ

3. Спектр водорода

4. Экспериментальные данные

И. Бальмер (1885г.)
Экспериментальные данные
1
1
R( 2 2 )
2
n
п = 3, 4, 5 и т.д., R= 3,210
ּ 15 Гц
R - "постоянная Ридберга"

5. Экспериментальные данные

Ф. Пашен
Экспериментальные данные
1
1
R( 2 2 )
3
n
п = 4, 5 и т.д.

6. Экспериментальные данные

Т. Лайман
Экспериментальные данные
1
1
R( 2 2 )
1
n
п= 2, 3, 4, 5 и т.д.

7. Энергетические уровни

Первый постулат Бора:
атом характеризуется системой
энергетических уровней,
каждый из которых
соответствует определенному
стационарному состоянию.
Всем стационарным состояниям
соответствуют значения
энергии Wn < 0.
При Wn ≥ 0 электрон удаляется
от ядра (ионизация).
Величина |W1| называется
энергией ионизации.
Состояние с
энергией W1
называется
основным
состоянием атома.

8. Правило квантования (отбора орбит)

Момент импульса
м
m r кг м
с
Постоянная Планка
м
h W t кг м
с
Момент импульса электрона, вращающегося вокруг ядра,
может принимать только дискретные значения, кратные
постоянной Планка.
Для круговых орбит:
h
me n rn n
n
2

9. Атом водорода по Н.Бору

По правилу квантования:
me n rn n
n
n
me rn
e
m
a
m
FF
k
m
кулкул
e
2e цс e
rn
rn rn
2
2
n
Из коллекции www.eduspb.com
2
n

10. Расчет спектра атома водорода

e
Fкул kk 22 me
rn
rn
22
n
n
me rn
2
n
me
rn
2

11. Расчет атома водорода

2 2
2
n 1
e
me 2 2 k 2
me rn rn
rn
2 2
n 1
2
ke
me rn
2 2
n
rn
2
2
rn m
~ enke

12. Кинетическая энергия атома водорода

кин
Wn Wn
кин
Wn
me
2
Wn
2
ke
n
n
2
n
кин
Wn
пот
2
4
me k e
2 2
2n

13. Потенциальная энергия атома водорода

пот
Wn
пот
Wn
ke
rn
2
2
2 2
n
rn 2
ke me
4
k e me
2 2
n

14. Энергия атома водорода

пот
Wn
2
me k e
2 2 2 4
2 4
n k e m кин1
me k e
W кинn
Wn Wn
4
пот
Wn
Wne
2
2
1
Wn ~ 2
n
n
2
2n
2
2

15. Формула И.Ридберга (1890)

Для серии Бальмера
m = 2, n = 3, 4, 5, ... .
Для ультрафиолетовой серии Лаймана
m = 1, n = 2, 3, 4, ... .

16. Постоянная Ридберга

2
4
k e me 1
Wn
2
2
2 n
2 4
k e me
15
R
3,29·10
Гц
2
2

17. Спектр атома водорода