- Сформулируйте первый постулат Бора.
Существуют особые, стационарные состояния атома, находясь в которых атом не излучает энергию, при этом электроны в атоме движутся с ускорением. Каждому стационарному состоянию соответствует определённая энергия E_n.1 - Сформулируйте второй постулат Бора.
Излучение света (здесь, конечно, имеется ввиду не только свет, но и вообще электромагнитное излучение) происходит при переходе атома из стационарного состояния с большей энергией E_n в стационарное состояние с меньшей энергией E_m. Энергия излучённого фотона равна разности энергий стационарных состояний. - Запишите две формулы для излучения и поглощения фотона атомом, сделайте поясняющий рисунок.
h\cdot ν_{mn}=\large \frac{h\cdot c}{λ_{mn}}\normalsize =|E_n-E_m |;
где h~- постоянная Планка,
ν_{mn}~- частота фотона, излучаемого атомом, если он переходит из состояния с большей энергией в состояние с меньшей энергией (смотри рис. 154-а), или частота фотона, поглощаемого атомом, в результате чего он переходит из состояния с меньшей энергией в состояние с большой энергией (смотри рис. 154-б).
Вот рисунок 154.
Рис. 154. Излучение и поглощение фотона атомом.
Атом изображён как набор особых стационарных состояний, каждому из которых соответствует определённая энергия.
Вертикальная ось \mathrm{E}~- ось энергии атома2.
Горизонтальные линии — особые стационарные состояния атома, обладающие определёнными значениями энергии.
а) Излучение фотона атомом.
При переходе атома из состояния с большой энергией (в данном примере E_n) в состояние с меньшей энергией (в данном примере E_m) (направление этого перехода указано вертикальной стрелкой), он излучает фотон, что отмечено горизонтальной стрелкой подписанной hν_{mn}.
б) Поглощение фотона атомом.
При поглощении фотона атомом, что отмечено горизонтальной стрелкой подписанной hν_{mn}, он переходит из состояния с меньшей энергией (в данном примере E_m) в состояние с большой энергией (в данном примере E_n) (направление этого перехода указано вертикальной стрелкой).
c~- модуль скорости света в вакууме,
λ_{mn}~- длина волны фотона, излучаемого атомом, если он переходит из состояния с большей энергией в состояние с меньшей энергией, или длина волны фотона, поглощаемого атомом, в результате чего он переходит из состояния с меньшей энергией в состояние с большой энергией.
E_n~- одно из энергетических состояний атома, между которыми он переходит,
E_m~- другое из энергетических состояний атома, между которыми он переходит. - Для чего в формуле из предыдущего вопроса используется модуль?
Модуль в формуле нужен, чтобы её можно было применять как в случае, когда E_n>E_m, так и в обратном случае, когда E_m>E_n. - Какими могут быть значения частот электромагнитных волн излучаемых или поглощаемых данным атомом?
Значения частот электромагнитных волн излучаемых или поглощаемых данным атомом могут быть только соответствующими формуле из вопроса 3. То есть если для некоторой частоты в атоме нет двух энергетических уровней E_n и E_m, чтобы выполнялась эта формула: h\cdot ν_{mn}=|E_n-E_m |, где h~- постоянная Планка, ν_{mn}~- эта частота фотона, E_n~- один из энергетических уровней этого атома, E_m~- другой из энергетических уровней этого атома; то атом не сможет ни поглотить ни излучить электромагнитную волну такой частоты ν_{mn}.
Сноски:
- В планетарной модели атома электроны движутся с ускорением, следовательно, они должны излучать электромагнитные волны. Если бы это происходило, то электроны потеряли бы свою энергию и упали бы на ядро, и атомы перестали бы существовать, чего, к счастью, не наблюдается. Значит электроны в атоме, могут (в определённых стационарных (неизменчивых) состояниях атома) не излучать электромагнитную энергию, что и постулирует (назначает аксиомой) первый постулат Бора.
- Насколько я понимаю под энергией атома здесь имеется ввиду энергия взаимодействия электрона (переходящего между этими уровнями при поглощении или испускании фотона) и остальной части атома.