074

A HibUl. IM1U.1 ,Vv»«    r ), buui :uO

ISBN D4H1II ł-7. © l>. »N TOS >«}

74

3 ELEKTRONOWA STRUKTURA ATOMU

cząsteczek wprowadzonych do luku elektrycznego lub do ptomicma. Dzięki temu widma mogą służyć do identyfikowania pierwiastków (analiza widmowa, czyli spektralna)

Powstawanie widm liniowych nic zostało wyjaśnione na gruncie fizyki klasycznej, podobnie jak nie udało się za jej pomocą wyjaśnić widma ciała doskonale czarnego.

Kmitowanic światła o tylko niektórych długościach fali oznacza, że atomy danego pierwiastka wysyłają kwanty energii promienistej o pewnych tylko wielkościach. Oznacza to także, że energia atomu w czasie promieniowania nie zmienia się w sposób ciągły, lecz skokami, którym odpowiadają określone kwanty energii.

Wynik, do jakiego dochodzi mechanika kwantowa, rozpatrując atom wodoru, stwierdzający. że energia elektronu może przyjmować tylko niektóre wartości, a mianowicie te. które dane są wzorem (3.2Ib):

,. _ m_ef*

8fj/i ²n²

daje zatem obraz zgodny z doświadczeniem. Wykażemy teraz, że zgodność ta jest nie tylko jakościowa, ale także i ilościowa

Przyjmijmy, że w czasie na przykład wyładowań elektrycznych atomy wodoru pobierają energię i z najniższego, podstawowego poziomu energetycznego (n = I) przechodzą na poziomy wyższe (n > 1). Samorzutne przejście ze stanu o wyższej energii (n = J) do stanu o nizszej energii (n = i < j) jest związane z emisją kwantu energii, równego różnicy pomiędzy energią E, .stanu wyższego a energią E, stanu niższego

(3.26)

Na podstawie relacji e — hv możemy obliczyć częstość drgań odpowiadającą emitowanemu kwantowi:

(3.27)

(3.28)

_ my_ n _ l_\

V² r)

a następnie liczbę talową v (u = l/A = v/c. gdzie c jest prędkością światła):

- (\ \ \ ^v SsMc (i* r)

Po podstawieniu wartości liczbowych:

m, = 9.1093897 ■ 10-'¹ kg. r = 1.60217733 • 10 ¹⁹ C. c = 2.99792458 10* m s\ h = 6.6260755 - I0'* J s, e₀ = 8.854187817 • lO'” C' nr' J"' uzyskujemy równanie

v= 1.097372- 10

<H)

cm

(3.29)