Постулаты Бора

Выход из затруднительного положения, почему же электрон не падает на ядро, был предложен в 1913г. датским физиком Н. Бором. Он ввел идеи квантовой теории в ядерную модель Резерфорда и разработал теорию атома водорода, полностью подтвержденную экспериментально.

В основе боровской теории атома лежат 2 основных положения-постулата:

1. Электроны могут двигаться в атоме только по определенным орбитам, находясь на которых они, несмотря на наличие у них ускорения, не излучают:

(8)

- радиус n-ой орбиты;

- скорость электрона на орбите;

- масса электрона;

- момент импульса электрона на этой орбите;

n – целое чисто ( )

2. атом излучает или поглощает квант электромагнитной энергии при переходе электрона из одного стационарного состояния в другое:

(9)

- энергия кванта равна разности энергий стационарных состояний электрона до ( ) и после ( ) перехода.

Рассмотрим простейший атом - атом водорода. Он состоит из ядра, в состав которого входит один протон, и одного электрона, вращающегося вокруг ядра по круговой орбите.

На электрон со стороны ядра действует кулоновская сила притяжения, сообщая ему центростремительное ускорение. Поэтому:

(10)

где е – заряд электрона и протона,

- электрическая постоянная ( )

Поскольку должен выполняться 1-ый постулат Н. Бора, то по определим скорость , возведем в квадрат и подставим в (10), получим:

(11)

Из соотношения (11) следует, что радиусы орбит электрона в атоме водорода пропорциональны .

Подставив в (11) значения констант и считая n=1, получим значение первого боровского радиуса:

Скорость электрона:

, откуда

(км/с) - на 1-ом боровском радиусе.