Параграф 57 Физика 9 класс Пёрышкин | Конспект

🌈 Поглощение и испускание света атомами. Происхождение линейчатых спектров

---

⚛️ Модель атома Резерфорда и ее проблемы

Модель атома Резерфорда хорошо объясняет результаты экспериментов по рассеиванию α-частиц.

• Данная модель не могла объяснить устойчивость атомов и природу линейчатых спектров.

• Согласно Резерфорду, электроны должны излучать энергию при движении вокруг ядра.

• Этот процесс привел бы к падению электрона на ядро.

• Такое движение должно было сопровождаться изменением частоты излучения.

• Спектр света в таком случае должен быть сплошным.

• В действительности спектр состоит из отдельных линий, что доказывает существование особых состояний атома.

---

📜 Постулаты Нильса Бора

Для решения проблемы устойчивости модели атома Резерфорда Нильс Бор предложил новую теорию в 1913 году.

• Нильс Бор выдвинул постулаты в 1913 году.

• Согласно им, атом может находиться только в определённых энергетических состояниях.

• Данные состояния называются стационарными.

• В этих состояниях атом не излучает и не поглощает энергию.

• Это объясняет стабильность атома и происхождение линейчатых спектров.

---

🛰️ Стационарные состояния и орбиты

Стационарные состояния связаны с определёнными орбитами, по которым движутся электроны.

• Каждому состоянию соответствует свой энергетический уровень.

• Номера стационарных орбит и уровней обозначаются буквами и цифрами: n, k, l.

• Радиусы орбит и энергии имеют дискретные значения.

• Орбита, расположенная ближе к ядру, соответствует более низкому энергетическому уровню.

---

💡 Излучение и поглощение света

Свет испускается или поглощается, когда атом переходит из одного стационарного состояния в другое.

• Если атом переходит с высокого уровня энергии на низкий, излучается квант света.

• Энергия этого кванта равна разности энергий данных уровней.

• Поглощение света происходит при переходе атома на более высокий энергетический уровень.

---

📐 Формула энергии излучения

Энергия излучаемого или поглощаемого фотона вычисляется по формуле: E=hν=E_k−E_n​.

• В этой формуле h — постоянная Планка.

• Символ ν обозначает частоту излучения.

• E_k и E_n — это энергии уровней.

• Данная формула позволяет объяснить происхождение спектральных линий и их частоты.

---

⚡ Основное и возбужденное состояния атома

Состояние с минимальной энергией, в котором электрон находится на наименьшей орбите, называется основным.

• При поглощении энергии атом переходит в возбужденное состояние.

• Из этого состояния он может снова перейти в основное.

• Такой переход сопровождается излучением кванта света.

---

🧪 Спектры разных элементов

Каждый химический элемент имеет свой уникальный набор энергетических уровней.

• При переходе на более низкий уровень атом излучает квант с определенной длиной волны.

• Линии в спектрах разных элементов уникальны.

• Данное свойство позволяет идентифицировать элементы по их спектрам.

---

🔬 Объяснение линейчатых спектров

Линейчатые спектры объясняются переходами атомов между стационарными состояниями.

• Частоты света, которые атомы поглощают или излучают, соответствуют разности энергий стационарных состояний.

• Данное объяснение подтвердило квантовую природу атомов.

• Была доказана связь между строением атома и его спектром.

---

💎 База параграфа

• 📐 Величины и формулы:

  • Энергия фотона (E) — измеряется в Джоулях (Дж). E = hν = E_k − E_n, где h — постоянная Планка, ν — частота (Гц).

• 🔢 Цифры и константы:

  • 1913 год — публикация постулатов Нильса Бора.

  • n, k, l — обозначения номеров орбит и энергетических уровней.

• 🧪 Явления и опыты:

  • Линейчатые спектры — испускание света строго определенных частот, характерных для каждого элемента.

  • Переход электрона — процесс перемещения между орбитами с излучением или поглощением кванта.

  • Рассеивание α-частиц — эксперимент, лежащий в основе модели Резерфорда.

• 📖 Определения:

  • Стационарные состояния — состояния атома, в которых он не излучает и не поглощает энергию.

  • Основное состояние — состояние атома с минимальной энергией.

  • Возбужденное состояние — состояние с более высокой энергией после поглощения кванта.

  • Дискретные значения — прерывистые, строго определенные значения энергии и радиусов орбит.

• 👤 Личности:

  • Эрнест Резерфорд — создатель планетарной модели атома.

  • Нильс Бор — автор квантовой теории атома и стационарных состояний.

---

📝 Подведем итоги

• Модель Резерфорда была дополнена постулатами Бора для объяснения устойчивости атома и дискретности спектров.

• Атомы существуют в стационарных состояниях, где излучение энергии отсутствует вопреки законам классической электродинамики.

• Линейчатый спектр — это прямой результат переходов электронов между энергетическими уровнями с фиксированными значениями.

• Каждый химический элемент обладает уникальным "паспортом" в виде набора спектральных линий из-за специфики своих орбит.

• Теория 1913 года окончательно связала микромир атома с оптическими явлениями макромира.