Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Квантово-механическое объяснение закономерностей в спектре атома водорода

Согласно квантовой теории, энергия электрона в атоме зависит от главного квантового числа n (см. формулу (5.18)). Состояние электрона, соответствующее n = 1, называется основным, а при больших значениях n состояние называется возбужденным. Состояния электрона удобно изображать в виде уровней. Если электрон находится на энергетическом уровне выше основного, то он может с определенной вероятностью испустить фотон и перейти на более низкий энергетический уровень. Такой переход называется спонтанным (или самопроизвольным). При этом энергия фотона равна разности энергий энергетических уровней

Em вычисляется по формуле, аналогичной (5.18), а формула (5.19) совпадает с (5.10).

После подстановки формулы (5.18) и преобразований получим выражение для энергии фотона:

Сравнение формул (5.20) и (5.9) показывает, что теоретическая формула (5.20) совпадает с экспериментальной формулой (5.9).

В квантовой механике вводится правило отбора, ограничивающее число возможных переходов электрона в атоме. Могут осуществляться только такие переходы, для которых изменение орбитального квантового числа равно единице

С учетом правила отбора возможные переходы электронов в атоме изображены на рис. 5.4.

Рис.5.4

Серии Лаймана соответствуют переходы:
np → 1 S (n = 2, 3, 4,...).

Серии Бальмера соответствуют переходы:
np → 2 S, nS → 2 p,
nd → 2 p (n = 3, 4, 5,...).

Серии Пашена:
nS → 3 p, np → 3 S,
nd → 3 p, np → 3 d,
nf → 3 d (n = 4, 5, 6,...) и т. д.

Эти переходы описывают спектры излучения. Аналогично можно описать спектры поглощения.

Переход электрона из основного в возбужденное состояние обусловлен увеличением энергии атома и может происходить, например, за счет поглощения атомом фотона. При этом частота (или длина волны) линий поглощения равна частоте (или длине волны) соответствующей линии испускания. На спектрограммах линии поглощения проявляются в виде темных линий.

Если электрон переходит из основного состояния на бесконечно удаленный уровень, то этот переход соответствует процессу ионизации.

Итак, квантово-механическая теория полностью объясняет экспериментальные данные.

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Атом водорода по теории Шредингера | Вынужденное излучение. Лазеры
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 389; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.013 сек.