Расчет спектра атома гелия

Атом гелия имеет два электрона. Энергия ионизации первого , а второго - [3], [4]. Спектр второго электрона уравнение (25) Нильса Бора рассчитывает точно, так как атом гелия в этом случае является водородоподобным. Спектр же первого электрона с энергией ионизации уравнение (25) Нильса Бора не рассчитывает вообще.

Состояние атома гелия, при котором оба его электрона находятся на первых энергетических уровнях, называется основным, невозбужденным. Энергия возбуждения – это энергия поглощенного фотона. Она равна разности между энергией ионизации электрона и энергией связи электрона с ядром атома, соответствующей тому энергетическому уровню, на который переходит электрон после поглощения фотона. Такие уровни мы назвали стационарными.

Наступает интересный и ответственный момент. Если математическая модель (33) действительно является законом формирования спектров атомов и ионов, то с её помощью мы должны получить экспериментальные значения энергий возбуждения, соответствующие стационарным энергетическим уровням первого электрона атома гелия. Отметим, что энергия связи этого электрона с ядром атома гелия определяется из экспериментальных данных по специальной методике, детали которой изложены в работах [1], [2]. Подставляя в формулы (32), (33) и , получим (табл. 3).

Таблица 3. Спектр первого электрона атома гелия

Значения	n
(эксп.)	eV	21,22	23,09	23,74	24,04	24,21
(теор.)	eV	21,22	23,09	23,74	24,05	24,21
(теор.)	eV	3,37	1,50	0,84	0,54	0,37

Отметим, что табл. 1 и 3 содержат почти одинаковые энергии связи электронов с ядрами атомов. Что доказывает связь каждого из них с одним протоном ядра.

Таблица 4. Спектр второго электрона атома гелия

Значения	n
(эксп.)	eV	40,81	48,37	51,02	52,24	52,90
(теор.)	eV	40,81	48,37	51,02	52,24	52,90
(теор.)	eV	13,60	6,09	3,39	2,17	1,51

Самым загадочным в спектре атома гелия является тот факт, что энергия ионизации первого электрона равна , а второго - [3], [4]. Дальше, при анализе структуры атома гелия, мы найдем причину такой странной закономерности изменения энергий ионизации электронов атома гелия.

Дата добавления: 2014-01-04