Бо́ровская моде́ль а́тома (Моде́ль Бо́ра) — полуклассическая модель атома, предложенная Нильсом Бором в 1913 г. За основу он взял планетарную модель атома, выдвинутую Резерфордом. Однако, с точки зрения классической электродинамики, электрон в модели Резерфорда, двигаясь вокруг ядра, должен был бы излучать непрерывно, и очень быстро, потеряв энергию, упасть на ядро. Чтобы преодолеть эту проблему Бор ввел допущение, суть которого заключается в том, что электроны в атоме могут двигаться только по определенным (стационарным) орбитам, находясь на которых они не излучают, а излучение или поглощение происходит только в момент перехода с одной орбиты на другую. Причем стационарными являются лишь те орбиты, при движении по которым момент количества движения электрона равен целому числу постоянных Планка[1]: .
Используя это допущение и законы классической механики, а именно равенство силы притяжения электрона со стороны ядра и центробежной силы, действующей на вращающийся электрон, он получил следующие значения для радиуса стационарной орбиты Rn и энергии En находящегося на этой орбите электрона:
Здесь me — масса электрона, Z — количество протонов в ядре, — электрическая постоянная, e — заряд электрона.
Именно такое выражение для энергии можно получить, применяя чисто квантовомеханический подход, решая задачу о движении электрона в центральном кулоновском поле.
Радиус первой орбиты в атоме водорода R0=5,2917720859(36)Ч10−11 м[2], ныне называется боровским радиусом, либо атомной единицей длины и широко используется в современной физике. Энергия первой орбиты E0=-13.6 эВ представляет собой энергию ионизации атома водорода.
Е.М.Кляус, У.И.Франкфурт, А.М.Френк. “Нильс Бор”//Наука .М.-1977.
6. Ландау Л.Д. Слово о Нильсе Боре. - "Комсомольская правда", 1965, 6 октября.
7. Мур Р. Нильс Бор - человек и ученый. - М.: "Мир", 1969.
Нильс Бор (1885-1962) — датский физик, один из создателей современной физики. Основатель и руководитель Института теоретической физики в Копенгагене (Институт Нильса Бора); создатель мировой научной школы; иностранный член АН СССР (1929). В 1943-45 работал в США.
Нильс Бор создал теорию атома, в основу которой легли планетарная модель атома, квантовые представления и предложенные им Бора постулаты.
Модель Резерфорда – Бора
Эту модель часто называют «планетарной» — в ней, подобно тому как планеты вращается вокруг Солнца, электроны движутся вокруг ядра. Но такой атом не может быть устойчивым: под действием кулоновского притяжения ядра каждый электрон движется с ускорением, а ускоренно движущийся заряд, согласно законам классической электродинамики, должен излучать электромагнитные волны, теряя при этом энергию. Количественный расчет показывает, что такая «радиационная неустойчивость» атома катастрофична: примерно за стомиллионную долю секунды все электроны должны были бы потерять энергию и упасть на ядро. Но в действительности ничего такого не происходит, и многие атомы вполне стабильны. Возникла проблема, которая могла показаться неразрешимой. И она действительно не могла быть разрешена без привлечения радикальных новых идей. Именно такие идеи и были выдвинуты Бором.
Он постулировал, что (вопреки законам механики и электродинамики) в атомах существуют такие орбиты, двигаясь по которым электроны не излучают. По Бору, орбита является стабильной, если момент количества движения находящегося на ней электрона кратен h/2¶, где h— постоянная Планка. Излучение же происходит только при переходе электрона с одной устойчивой орбиты на другую, и вся освобождающаяся при этом энергия уносится одним квантом излучения. Энергия такого кванта, равная произведению частоты n на h, в соответствии с законом сохранения энергии, равна разности начальной и конечной энергии электрона («Правило частот»). Таким образом, Нильс Бор предложил соединить модельные представления Резерфорда с идеей квантов, впервые высказанной Максом Планком в 1900. Такое соединение в корне противоречило всем положениям и традициям классической теории. Но, в то же время, эта классическая теория не отвергалась полностью: электрон рассматривался как материальная точка, движущаяся по законам классической механики, но только из всех орбит «разрешенными» объявлялись лишь те, которые отвечают «условиям квантования».
Энергии электрона на таких орбитах получаются обратно пропорциональными квадратам целых чисел — номеров орбит. Привлекая «правило частот», Нильс Бор пришел к выводу, что частоты излучения должны быть пропорциональны разности обратных квадратов целых чисел. Эта закономерность действительно была уже установлена спектроскопистами, но не находила дотоле своего объяснения.
Бор объяснил не только спектр простейшего из атомов — водорода, но и гелия, в том числе, и ионизованного, показал, как учесть влияние содвижения ядра, предугадал структуру заполнения электронных оболочек, что позволило понять физически природу периодичности химических свойств элементов — периодическую таблицу Менделеева. За эти работы Бор в 1922 был удостоен Нобелевской премии.
Другие работы по теме:
Билеты по Физике
Вопросы к экзамену по Физике Электрический ток в электролитах. Законы электролиза. Электропроводимость газов. Самостоятельный и несамостоятельный газовые разряды.
Применение компьютерных технологий
Text Graphics Использование электронного ресурса «Библиотека электронных наглядных пособий» Физика 7 – 11 класс Кабинет физики МОУ СОШ с. Вязовка Учитель физики Харитонов Г.В. Graphics
Гравитон – термин украинский
Гравитоны - это кванты гравитационного поля. М.П. Бронштейн - украинский физик, который в начале 30-х годов решился проквантовать гравитационное поле. Появление термина "гравитон" в 1934 г. в научно-популярной статье Д.И. Блохинцева и Ф.М. Гальперина.
Сны как кладезь идей
Сновидения содержат решения задач, которые невозможно получить в бодрствующем состоянии. Они представляют собой квинтэссенцию происходящего в реальной жизни, и часто содержат подсказку к решению проблем, выход из сложной ситуации или важную идею.
Різання лезовим інструментом із надтвердих нітридів бору
Відмінність контактних процесів при взаємодії алмазного та нітридборного інструментів з оброблюваним матеріалом. Сили різання та теплові явища. Інтенсивність зносу різців та зносостійкість інструмента. Аналіз параметрів якості поверхневого прошарку.
Челябинский городской бор
Челябинский (Шершнёвский) городской бор — реликтовый сосновый лес в западной части Челябинска. Памятник природы областного значения.
Москва в XIII веке
Монголо-татарское нашествие на Москву. Даниил Александрович - основатель московского княжества.
Белые карлики
После "выгорания" термоядерного топлива в звезде, масса которой сравнима с массой Солнца, в центральной ее части (ядро) плотность вещества становиться настолько высокой, что свойства газа кардинально меняются.
Созвездия Водолей, Козерог
Звезда дзета Водолея была расположена на две составляющие еще в 1777 г. С тех пор в этой системе обнаружено орбитальное движение с периодом (по современным данным) в 361 год.
Атом Бора
Когда Джон Дальтон впервые в истории современной науки предложил атомную теорию строения вещества, атомы представлялись ему неделимыми, наподобие микроскопических бильярдных шаров.
Созвездия Лисичка, Щит
Планетарные туманности далеко не всегда по своему внешнему облику напоминают диски планет. Последнее является скорее исключением, чем правилом. Формы планетарных туманностей очень сложны и различия, по крайней мере внешние.
Тема природы в лирике Бунина
Русская лирика богата поэтическими образами природы. Поэты обожествляли родной край, незабываемые русские просторы, красоту обычных пейзажей. И.А. Бунин не был исключением. Полюбив один раз природу родной страны, он постоянно обращается к этой теме в своих стихах, передавая необычные краски, звуки, запахи родной стороны.
Трагедия несостоявшейся любви в рассказе И.А. Бунина Чистый понедельник
Автор: Бунин И.А. Рассказ «Чистый понедельник» вызвал к жизни многочисленные интерпретации , но все исследователи сходятся в одном: он построен на контрасте. Его герои Он и Она не имеют имен, тогда как текст пестрит именами собственными. В облике Москвы, города, где разворачиваются события, тоже подчеркнута двойственность, сочетание на первый взгляд несочетаемого: «Странный город! – говорил о себе, думая об Охотном ряде, об Иверской, о Василии Блаженном. – Василий Блаженный – и Спас-на-бору, итальянские соборы – и что-то киргизское в остриях башен и кремлевских стенах…»
Е. П. Якобсен. Нильс Люне
Роман представляет собой историю жизни и исканий датского интеллектуала, современника Якобсена, которую автор переносит на поколение назад — приблизительно лет на двадцать.
Эссе Почепцов Г.Г. Теория коммуникации
Почепцов Г.Г. «Теория коммуникации» В учебнике Почепцова Г.Г. Рассматривается все что связанно с коммуникацией. Модели коммуникации: Модель Антонио Грамши (марксистская)Буржуазия держится, ,на двух основаниях: экономическом доминировании и на моральном лидерстве. Буржуазия диктует другим политические и моральные взгляды.
Жизнь и робота Нильса Бора
Как метко заметил знаменитый советский ученый П. Л. Капица: «Во всей мировой науке в наши дни не было человека с таким влиянием на естествознание, как Бор. Из всех теоретических троп тропа Бора была самой значительной».
Проект бази даних
Опис предметної області. Визначення проблеми та постановка задачі. Проектування бази даних. Концептуальна модель. Логічна модель. Фізична модель. Розробка програмних модулів.
ГИА физика 2010 кодификатор
Государственная (итоговая) аттестация 2010 года (в новой форме) по ФИЗИКЕ обучающихся, освоивших основные общеобразовательные программы Кодификатор
ГИА физика 2009 кодификатор
Государственная (итоговая) аттестация выпускников IX классов общеобразовательных учреждений 2009 г. (в новой форме) по ФИЗИКЕ Кодификатор элементов содержания по физике
Основи агрохімії
Форми надходження живильних речовин у рослину. Агрохімічна характеристика основних підтипів чорноземів (вилужених, типових, звичайних, південних), ефективність добрив на цих ґрунтах. Джерела фосфору для рослин. Роль бору, молібдену, марганцю для рослин.
Балобан
Населяет южные окраины лесной зоны, лесостепь, а также островные леса степной зоны, где ареал имеет пятнистый характер.
Планетарная модель атома
Московский государственный университет Экономики Статистики Информатики Реферат по дисциплине: «КСЕ» на тему «Планетарная модель атома» Выполнил:
Весенние наблюдения птиц в балке Студеный Колодец
Коновалов Н. Махинов Г. Смирнов К. ПСШ № 2 Руководители: Пономарев В. А. Химин А.Н. Изучение видового состава птиц и их сезонной динамики является одним из актуальных направлений познания природы Павловского Придонья. Целью данной работы стали наблюдения птиц в весенний период в окрестностях города Павловска Воронежской области.
Оже Бор
Оже Нильс Бор - известный датский физик, сын знаменитого Нильса Бора, лауреат Нобелевской премии по физике за 1975 год (совместно с Моттельсоном и Рейнуотером) "за открытие взаимосвязи между коллективным движением и движением отдельной частицы".
Нильс Бор
Датский ученый, один из создателей современной физики. Автор основополагающих трудов по квантовой механике, теории атома, атомного ядра, ядерным реакциям.