Номер 5, страница 76, часть 2 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

5. Сформулируйте постулаты Бора.

Постулаты Бора — это два фундаментальных предположения, выдвинутые датским физиком Нильсом Бором в 1913 году для объяснения стабильности атома и его линейчатого спектра. Эти постулаты легли в основу полуклассической модели атома, которая, в отличие от чисто классической физики, смогла разрешить ряд противоречий.

Первый постулат Бора (постулат стационарных состояний)

Атомная система (атом, молекула) может находиться только в особых стационарных, или квантовых, состояниях, каждому из которых соответствует определённая энергия $E_n$. Находясь в стационарном состоянии, атом не излучает электромагнитные волны, несмотря на то, что электроны в нём движутся с ускорением. Это утверждение противоречит законам классической электродинамики, согласно которым ускоренно движущийся заряд должен непрерывно излучать энергию и в итоге упасть на ядро. Стационарным состояниям соответствуют определённые устойчивые (стационарные) орбиты, по которым движутся электроны.

Второй постулат Бора (правило частот)

Переход атома из одного стационарного состояния в другое сопровождается излучением или поглощением кванта электромагнитной энергии (фотона). Энергия фотона равна разности энергий тех стационарных состояний, между которыми происходит переход.

При переходе электрона с более высокого энергетического уровня $E_n$ на более низкий $E_m$ (где $n > m$), атом излучает фотон. Частота $\nu$ этого излучения определяется формулой:

$h\nu = E_n - E_m$

где $\text{h}$ — постоянная Планка ($h \approx 6.626 \times 10^{-34} \text{ Дж} \cdot \text{с}$).

При поглощении фотона с соответствующей энергией происходит обратный процесс — переход электрона на более высокий энергетический уровень.

Для определения разрешённых стационарных орбит Бор ввёл дополнительное правило квантования. Для простейшего случая — атома водорода с круговыми орбитами электрона — это правило гласит, что момент импульса электрона на орбите квантуется, то есть может принимать только дискретные значения, кратные редуцированной постоянной Планка $\hbar$:

$L = m_e v r = n \hbar$, где $\hbar = \frac{h}{2\pi}$ и $n = 1, 2, 3, ...$

Здесь $m_e$ — масса электрона, $\text{v}$ — его скорость, $\text{r}$ — радиус орбиты, а $\text{n}$ — главное квантовое число.

Ответ:

Постулаты Бора:

1. Постулат стационарных состояний: Атом может существовать только в определенных дискретных стационарных состояниях, каждому из которых соответствует свой уровень энергии. Находясь в этих состояниях, атом, вопреки законам классической электродинамики, не излучает энергию.

2. Правило частот: Переход атома из одного стационарного состояния в другое сопровождается излучением (при переходе на уровень с меньшей энергией) или поглощением (при переходе на уровень с большей энергией) кванта электромагнитной энергии (фотона). Энергия этого фотона $h\nu$ равна разности энергий стационарных состояний: $h\nu = |E_n - E_m|$.