§ 35.16. Emisiile și absorbția atomilor de energie.
Conform teoriei lui Bohr când se deplasează de electroni de-a lungul miezului cel mai apropiat de atomul orbită permisă în starea solului, care este cel mai stabil. În starea fundamentală a atomului poate fi infinit de mult, pentru că această stare corespunde celui mai mic posibil nivelul de energie al atomului.
Când un electron se deplasează de-a lungul oricărei alte orbitelor admise, starea excitată a atomului se numește și este mai puțin stabil decât starea de sol. După un scurt timp (aproximativ atom se mișcă în mod spontan de excitat la starea de sol prin emiterea unui cuantum de energie, în același timp.
Dimpotrivă, atomul de tranziție în stare excitată este asociat cu creșterea energiei atomului și, prin urmare, poate avea loc numai sub influența impactului extern asupra atomului, de exemplu, prin absorbție
atom de fotoni coliziune cu un alt atom sau electron, și m. p.
Atunci când un atom este în starea sa la sol, atunci ea poate absorbi doar o parte din energie, care este necesară pentru transformarea acestuia într-una din stările posibile excitate. În trecerea la un nivel mai ridicat de energie al unui atom poate absorbi doar o cuantă de energie.
O excepție este cazul în care impactul extern poate informa atomul de o energie mai mare decât cea necesară pentru ionizarea lui. În această parte a acțiunii externe a energiei cheltuite pentru ionizarea atomilor și energia în exces este transmisă de electroni ejectată dintr-un atom sub formă de energie cinetică, care poate avea o valoare arbitrară.
De obicei, cuantele de energie este exprimat în electroni volți. electronvolt (eV) este activitatea desfășurată de câmpul electric la electronul se deplasează între două puncte cu o diferență de potențial de 1 V.
Deoarece operațiunea este exprimat prin formula
Pentru a ioniza atomul de hidrogen în stare normală, este necesar să se informeze energia în 13,54 eV.
Fig. 35,17 diagramă schematică a unui atom de hidrogen, care prezintă cinci posibile orbite de electroni (săgețile indică tranzițiile posibile de electroni de la o orbita la alta).
Borul a arătat că raza cel mai aproape de miezul orbitei corespunzătoare normal (de exemplu. E. neexcitat) atomilor de hidrogen este egal cu raze orbite admise sunt proporționale cu pătrate de numere naturale, m. E. 1, 4, 9, și așa mai departe. D. Dacă atomul este într-o stare excitată, un electron în tranziția spre o mai aproape de atomul nucleu orbita cuantic energin alocă o radiație de frecvență specifică. Electronul se poate deplasa, de exemplu, a cincea orbita ca regia de prima și orice intermediar.
Astfel, de la teoria lui Bohr implică faptul că, în (35.9) este numărul orbită, cu care trecerea numărului de electroni pe orbita, care scade după tranziție de electroni. Fiecare dintre trecerile de la un nivel de energie la un alt fotoni de energie înaltă emise.
Fig. 35,18 prezintă nivelele de energie ale atomului de hidrogen corespunzătoare diferitelor orbite de electroni. Figura arată că trecerea unui electron de pe o orbită mai mare la prima energie a lansat mult mai mult decât în trecerea la a doua. Acest lucru explică de ce seria Lyman se află în ultraviolet
parte a spectrului și seria Balmer - (. lungimi de undă de lumină prezentate în figura 35.18 în nm), în spectrul vizibil.
Deci, putem trage următoarele concluzii:
1) atom Free absoarbe și radiază energie numai întreg cuante;
2) trecerea la starea excitată a unui atom absoarbe numai acele raze care se pot emite.
Ultima afirmație implică faptul că atomii liberi absorb numai acele raze care se pot emite. Prin urmare, pozițiile linie în spectrele de absorbție și emisia de gaze și vapori coincid (34,9 §§ și 34.10).
Permanen excepțională atomi frecvențele de radiație au fost utilizate pentru a determina o nouă referință unitate de bază de timp - secunde. Prin acord internațional în acest scop, a fost selectată una dintre frecvențele de cesiu-133 atomi, iar a doua radiație este definită ca intervalul de timp în care are loc un anumit număr de oscilații (9192631770) corespunzătoare acestei frecvențe.
Schema de mai sus a nivelului de energie al atomului de hidrogen este cea mai simplă. Are mai mulți electroni decât atomul, diagrama mai dificilă a nivelurilor de energie și a spectrului. Astfel, spectrul de fier este format din mai multe mii de linii.
Chiar și mai complicată a spectrului moleculă dată.
Energia moleculei este compusă din trei componente: energia electronilor, energia mișcării de vibrație a atomilor și nucleelor de nuclee relativ la cantitatea totală de energie de rotație a centrului de greutate. Toate aceste componente sunt discrete, iar schimbarea lor de natură cuantică. Când diferite combinații ale celor trei componente ale energiei cuantificată a produs un număr foarte mare de posibile nivele energetice molecule. Este clar că numărul de posibile tranziții de la o stare la alta energie este foarte mare. Astfel obținut spectre cu dungi de molecule, în care fiecare dintre benzi este format din mai multe linii strâns distanțate.
Lichidul și solidele, în care particulele interacționează puternic unul cu celălalt, energia fiecărei particule include energia și interacțiunea cu alte particule. Deoarece energia interacțiunii dintre particule pot avea o varietate de valori, în locul nivelurilor energetice individuale ale benzilor continue formate posibile stări energetice. Prin urmare, cantitatea de cuante de radiație pot fi foarte diferite, iar poluchagtsya spectrul de emisii solide. Acest spectru are un proprietăți de radiație termică sunt determinate de temperatură și puțin dependentă de structura substanței și a structurii particulelor sale.