CCF20121020018

V. Budowa atomu. Podstawy mechaniki kwantowej.

Bohr przyjmując planetarny model atomu założył, że atom składa się z jądra które pod względem masowym odpowiada prawie'masie atomu pomimo ,że jego promień jest około 100000 mniejszy od

promienia atomu oraz krążących wokół niego elektronów. Masa tych ostatnich stanowi —masy

protonu lub neutronu.

Ruch elektronów miał odbywać się po określonych orbitach różniących się energią. Poruszanie się elektronów powiązał z teorią M . Plancka i A.Einsteina.

Przejście elektronu z jednego poziomu ( orbity ) związane jest ze zmianą jego stanu energetycznego. Gdy przechodzi z poziomu wyższego na niższy promieniowanie jest emitowane , przy odwrotnym kierunku pochłaniane zgodnie z równaniem M.Plancka AE ^;7= hv , AE - zmiana energii . v-częstotliwość promieniowania , h - stała Plancka = 6,625- 10'²’ J-s.

Atomy nie mogą oddawać energii w sposób ciągły lecz w postaci kwantów ( ilości ) będących całkowitą wielokrotnością ( porcją) danego kwantu E = hv.

Teoria Bohra pomimo dużych osiągnięć poddana była krytyce za dowolność w przyjęciu jej podstawowych założeń oraz wprowadzenie liczb kwantowych bez głębszego uzasadnienia. Przy badaniu widm atomów o bardziej złożonej strukturze nastąpiły rozbieżności pomiędzy założeniami teoretycznymi a wykonywanym doświadczeniem.

Problem ruchu elektronów w atomie jak i wytłumaczenie takich zjawisk jak efekt Comptona czy fotoelektryczny możliwy był do wyjaśnienia z uwzględnieniem postawionej przez de Broglie’a hipotezy która dała początki mechaniki kwantowej (falowej).

Wg. de Brogli' a poruszającemu się fotonowi można przypisać masę. Wywody tej teorii wynikają z teorii M.Plancka z której wynika , że energia fotonu o częstotliwości -v wynosi E hv . a energia związana z masą wg. A. Einsteina wyraża się wzorem E = mc .

Przyrównując obydwie energie i dokonując odpowiednich przekształceń otrzymujemy tzw. falę de Broglie'a z która jest związana z masą

i    2    . .    C

hv = m-c wstawiając za v =    --

mc

Z zapisu tego wynika ,że fotonowi w ruchu możemy przypisać masę.

19