Бора постулати
Бо́ра постула́ти — основні положення квантової теорії атома.
Сформулював 1913 фізик, лауреат Нобелівської премії Н. Г. Д. Бор.
Зміст
Формулювання постулатів
Бора постулатами називають твердження:
- атом перебуває у стаціонарних станах із певними енергіями;
- у стаціонарному стані атом не випромінює та не поглинає фотонів;
- електрон у стаціонарному стані атома може мати квантовані значення моменту кількості руху [math]L[/math], які визначають, як [math]L=lℏ[/math], де [math]l=1,2[/math];
- рух електронів в атомі відбувається по стаціонарних орбітах.
Під час переходу електрона з однієї стаціонарної орбіти, якій відповідає енергія [math]E_n[/math], на іншу з енергією [math]E_m[/math] відбувається випромінювання чи поглинання фотона атомом відповідно до закону збереження енергії [math]ℏω_{nm}=E_n-E_m[/math], де [math]ℏ=h⁄2π[/math] — зведена стала Планка, [math]ω_{nm}[/math] — частота фотона. У випадку, коли [math]E_n\gt E_m[/math], фотон випромінюється. Якщо [math]E_n\lt E_m[/math], фотон поглинається.
Передумови формування постулатів
Бор сформував постулати про теорію атома на основі застосування квантової гіпотези М. К. Е. Л. Планка до моделі атома Е. Резерфорда, а також відомих експериментальних даних про лінійчасті атомні спектри.
Модель атома Е. Резерфорда (ще відома як планетарна модель) запропоновано 1911. У ній атом складається з ядра та електронів, які рухаються навколо нього, подібно як планети навколо Сонця. Основну масу атома зосереджено в ядрі. Електрони взаємодіють з ядром за законом Кулона. Із класичної електродинаміки відомо, що при русі заряду (електрона) з пришвидшенням він випромінює зі втратою кінетичної енергії. У планетарній моделі атом мав би неперервний спектр випромінювання, а електрон через втрату енергії впав би на ядро. Такі передбачення суперечили експериментальним даним про лінійчасті спектри атомів та їхню стійкість.
Бора постулати дозволили розв’язати проблему такої невідповідності в рамках старої квантової механіки, на зміну якій прийшли нові принципи та рівняння. Їх формували Е. Шредінгер, В. К. Гейзенберг, П. Дірак. Цим закладено фундамент сучасної квантової фізики.
Енергетичні рівні атома
Рівні енергії атома визначають, як: [math]E_n=-Z^2 e^2⁄(2a_B n^2)[/math], де [math]Z|e|[/math] — заряд ядра атома, [math]e[/math] — заряд електрона, [math]a_B[/math] — радіус Бора ([math]a_B=ℏ^2⁄m e^2[/math], [math]m[/math] — маса електрона). З виразу для енергії, а також другого Бора постулату випливає формула для частот [math]ω_{nm}=R(1⁄m^2 -1⁄n^2 )[/math], де константа [math]R=Z^2 m e^4⁄(2ℏ^3)[/math] відома, як стала Рідберга — Рітца. У випадку, коли [math]m=2[/math], вираз для [math]ω_{nm}[/math] відповідає емпіричній формулі для частот, яку запропонував учитель середньої школи Й. Я. Бальмер.
Література
- Bohr N. On the Constitution of Atoms and Molecules. Part I // Philosophical Magazine. 1913. Vol. 26. P. 1–25.
- Юхновський І. Р. Основи квантової механіки. 2-ге вид. перероб. і допов. Київ : Либідь, 2002. 392 с.
- Білий М. У., Охріменко Б. А. Атомна фізика. Київ : Знання, 2009. 559 с.
- Вакарчук І. О. Квантова механіка. 4-те вид., допов. Львів : Львівський національний університет імені Івана Франка, 2012. 872 с.
Автор
Покликання на цю статтю: Гнатенко Х. П. Бора постулати // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Бора постулати (дата звернення: 29.04.2024).
Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено: 25.07.2023
Важливо!
Ворог не зупиняється у гібридній війні і постійно атакує наш інформаційний простір фейками.
Ми закликаємо послуговуватися інформацією лише з офіційних сторінок органів влади.
Збережіть собі офіційні сторінки Національної поліції України та обласних управлінь поліції, аби оперативно отримувати правдиву інформацію.
Отримуйте інформацію тільки з офіційних сайтів
Офіс Президента України
Верховна Рада України
Кабінет Міністрів України
Служба безпеки України
Міністерство оборони України
Міністерство внутрішніх справ України
