Номер 5, страница 209 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

5. Как Бор определил частоты излучения химических элементов в атомарном состоянии?

Нильс Бор определил частоты излучения химических элементов в атомарном состоянии, основываясь на своей квантовой модели атома, которая была сформулирована в виде двух постулатов.

Согласно первому постулату Бора (постулату стационарных состояний), атомная система может находиться только в особых стационарных состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия $E_n$. Находясь в этих состояниях, атом, вопреки законам классической электродинамики, не излучает энергию.

Согласно второму постулату Бора (правилу частот), излучение света происходит при скачкообразном переходе атома из стационарного состояния с большей энергией $E_n$ в стационарное состояние с меньшей энергией $E_k$. Этот процесс сопровождается испусканием одного кванта электромагнитной энергии — фотона. Энергия этого фотона $h\nu$ (где $\text{h}$ — постоянная Планка, а $\nu$ — частота излучения) в точности равна разности энергий стационарных состояний, между которыми совершается переход:

$h\nu = E_n - E_k$

Из этого фундаментального соотношения Бор вывел, что частота излучаемого света определяется формулой:

$\nu = \frac{E_n - E_k}{h}$

Таким образом, Бор теоретически обосновал, почему атомы излучают свет не сплошным спектром, а набором отдельных (дискретных) линий. Каждая спектральная линия соответствует определенной частоте, которая, в свою очередь, соответствует переходу электрона между двумя конкретными разрешенными энергетическими уровнями. Для нахождения численных значений этих частот необходимо было рассчитать возможные значения энергий $E_n$ и $E_k$, что Бор успешно сделал для атома водорода, и его расчеты прекрасно совпали с экспериментальными данными.

Ответ: Нильс Бор определил, что частоты излучения атомов задаются его вторым постулатом (правилом частот): энергия испущенного фотона $h\nu$ равна разности энергий $E_n$ и $E_k$ двух стационарных состояний, между которыми происходит переход электрона, то есть $h\nu = E_n - E_k$. Следовательно, частота излучения $\nu$ напрямую определяется разностью энергий разрешенных уровней атома и постоянной Планка.