Постулаты Бора

Следующий шаг в развитии представлений об устройстве атома сделал в 1913году датский физик Н. Бор. Бор пришел к выводу, что при описании поведения атомных систем следует отказаться от многих представлений классической физики. Законы классической физики, по существу, описывают непрерывные процессы. Между тем резкость спектральных линий, испускаемых атомами, указывает на то, что процессам внутри атомов свойственна определенная прерывность или дискретность. Эта дискретность должна найти отражение в физических законах. Бор сформулировал постулаты, которым должна удовлетворять новая теория о строении атомов.

1-ый постулат (постулат стационарных состояний):Атом может находиться не во всех состояниях, допускаемых классической механикой, а только в некоторых определенных квантовых состояниях, характеризующихся определенными прерывными, дискретными значениями энергии . Находясь в этих состояниях, вопреки классической электродинамике, атом не излучает. Эти состояния называются стационарными. Двигаясь по стационарным орбитам, электрон не излучает энергию и должен иметь дискретные квантовые значения момента импульса, удовлетворяющие условию:

(7.42.9)

где – масса электрона, – скорость электрона, – радиус орбиты, – постоянная Планка, – главное квантовое число, котрое может принимать целые значения: 1, 2, 3, … .

2-й постулат (постулат о квантовых переходах с излучением):Излучение испускается (или поглощается) атомом в виде светового кванта энергии (или ) при переходе электрона из одного стационарного состояния в другое. Величина энергии светового кванта равна разности энергий тех стационарных состояний, между которыми совершается квантовый скачок электрона. Если электрон переходит из стационарного состояния с большей энергией в стационарное состояние с меньшей энергией , то при этом испускается фотон с энергией

(7.42.10)

и частотой

(7.42.11)

или

(7.42.12)

Соотношения (7.42.11) и (7.42.12) называются правилами частот Бора. Такие же соотношения справедливы и для случая поглощения, когда падающий фотон переводит электрон с низшего энергетического уровня на более высокий, а сам исчезает.

Таким образом, атом переходит из одного стационарного состояния в другое скачками. Такие скачки называются квантовыми. Что происходит с атомом во время скачка, т.е. между двумя последовательными стационарными состояниями, - на этот вопрос теория Бора не давала ответа.

Совокупность значений энергий стационарных состояний атома образует энергетический спектр атома.