Номер 6, страница 222 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 8. Элементы квантовой физики. Параграф 44. Модель атома водорода. Вопросы - номер 6, страница 222.

Условие.

6. В чём состоит значение теории Бора?

Решение.

Значение теории Бора, предложенной в 1913 году, заключается в том, что она стала первым серьезным шагом на пути от классической физики к квантовой, заложив основы для понимания строения атома. Несмотря на свои ограничения, теория имела революционное значение по нескольким причинам:

1. Объяснение устойчивости атома
Планетарная модель атома Резерфорда, предшествовавшая теории Бора, сталкивалась с неразрешимым противоречием. Согласно законам классической электродинамики, электрон, движущийся по орбите вокруг ядра, должен непрерывно излучать энергию, из-за чего его орбита должна была бы уменьшаться, и он в конечном итоге упал бы на ядро за очень короткое время. Это означало бы нестабильность атомов, что противоречит реальности. Бор ввёл свой первый постулат, согласно которому существуют особые стационарные орбиты, двигаясь по которым электрон не излучает энергию. Этим он объяснил стабильность атомов.

2. Объяснение линейчатого спектра излучения
Эксперименты показывали, что атомы излучают и поглощают свет только на определённых, дискретных частотах, образуя линейчатый спектр. Классическая физика предсказывала непрерывный спектр. Бор объяснил это явление своим вторым постулатом: излучение или поглощение кванта света (фотона) происходит только при переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую. Энергия фотона при этом равна разности энергий стационарных состояний: $h\nu = E_m - E_n$. Поскольку набор возможных энергий (орбит) дискретен, то и набор частот в спектре атома также дискретен. Теория Бора позволила с высокой точностью вычислить частоты спектральных линий атома водорода.

3. Введение принципа квантования в атомную физику
Бор постулировал, что физические величины, характеризующие движение электрона в атоме, не могут быть произвольными. В частности, момент импульса электрона на стационарной орбите квантуется, то есть может принимать только дискретные значения, кратные постоянной Планка: $L = n\frac{h}{2\pi} = n\hbar$, где $\text{n}$ — целое число (главное квантовое число). Эта идея квантования стала фундаментальным принципом всей квантовой механики.

4. Создание фундамента для квантовой механики
Хотя теория Бора была неполной и внутренне противоречивой (она являлась гибридом классических и квантовых представлений), она показала правильное направление для дальнейших исследований. Её успехи и недостатки стимулировали создание более последовательной и общей теории — современной квантовой механики, которая отказалась от понятия орбит, заменив их понятием вероятностного электронного облака (орбитали).

Ответ: Значение теории Бора состоит в том, что она впервые смогла объяснить устойчивость атомов и природу их линейчатых спектров, введя фундаментальные квантовые представления о стационарных состояниях и квантовых переходах. Она стала решающим мостом между классической физикой и современной квантовой механикой.