Model atomu Bohra - Elektron

Model atomu Bohra Do roku 1910 znano wiele wyników eksperymentalnych, które wskazywały na to, że atomy  zawierają elektrony (np. zjawisko fotoelektryczne). Ponieważ w normalnych warunkach atomy są elektrycznie obojętne, a zatem muszą one mieć  ładunek dodatni równy ujemnemu. Ponieważ masa elektronów jest bardzo mała w porównaniu z masą najlżejszych nawet atomów  oznaczało ponadto, że ładunki dodatnie związane są ze znaczną masą. Tego typu rozważania prowadziły do pytania, jak wygląda rozkład ładunków dodatnich i ujemnych  w atomie. J. J. Thomson zaproponował model budowy atomu, zgodnie z którym ujemnie naładowane  elektrony znajdują się wewnątrz pewnego obszaru wypełnionego w sposób ciągły ładunkiem  dodatnim („ciasto z rodzynkami”). Ładunek dodatni tworzył kulę o promieniu rzędu 10-10 m. W tej  kuli ładunki ujemne byłyby rozłożone równomiernie (w wyniku sił odpychania). W atomie znajdującym się w stanie o najniższej energii elektrony były nieruchome. Natomiast w  atomach o wyższej energii, tzn. w atomach wzbudzonych (np. w wysokiej temperaturze) elektrony  wykonywałyby drgania wokół położeń równowagi. Uwaga:  Zgodnie z prawami elektrodynamiki klasycznej każde  naładowane ciało poruszające się ruchem przyspieszonym wysyła  promieniowanie elektromagnetyczne.  Dowód wykracza poza ramy  tego wykładu ale przypomnijmy sobie jeszcze raz antenę dipolową.  Zmienne pole elektryczne w antenie wywołuje drgania ładunku (prąd  zmienny) i antena emituje falę elektromagnetyczną. Tak więc drgający elektron wysyłałby promieniowanie i w ten sposób  model Thomsona wyjaśniał zjawisko emisji promieniowania przez  wzbudzone atomy. Jednak zgodności ilościowej z doświadczeniem nie uzyskano. Ostateczny dowód nieadekwatności modelu Thomsona otrzymał w 1911 r. jego uczeń E. Rutherford  analizując wyniki rozpraszania cząstek  α na atomach. Z przeprowadzonej przez Rutherforda analizy wynikało, że ładunek dodatni nie jest rozłożony  równomiernie wewnątrz atomu, ale skupiony w małym obszarze zwanym  jądrem  (o rozmiarze 10-14  m) leżącym w środku atomu. Model jądrowy atomu zaproponowany przez Rutherforda znalazł potwierdzenie w szeregu  doświadczeń. Zgodnie z tym modelem: • W środku atomu znajduje się jądro o masie w przybliżeniu równej masie całego atomu, • Ładunek jądra jest równy iloczynowi liczby atomowej Z i ładunku e, • Wokół jądra znajduje się Z elektronów, tak że cały atom jest obojętny. Ważnym problemem pozostaje wyjaśnienie zagadnienia stabilności takiego atomu. Elektrony nie  mogą być nieruchome bo w wyniku przyciągania z dodatnim jądrem zostałyby do niego 

(…)

…) i zgodnie z
elektrodynamiką klasyczną wysyła energię kosztem swojej energii mechanicznej. Oznaczałoby to,
że poruszałby się po spirali ostatecznie spadając na jądro (model Thomsona).
Problem stabilności atomów doprowadził do powstania nowego modelu zaproponowanego przez N.
Bohra. Podstawową cechą tego modelu było to, że umożliwiał przewidywanie widm
promieniowania wysyłanego przez atomy.
…
... zobacz całą notatkę