Франк және Герц тәжірибелері

Бор постулаттары

Сызықтық спектрлерінің заңдылықтарын түсіндіру үшін Бор кванттық теориямен Резерфордтың планетарлық моделін біріктірді. Бордың атом үшін теориясы екі постулаттан тұрады:

I. Бордың бірінші постулаты (стационарлық күй постулаты):

Электрон ядроны айнала қозғалғанда ол кез келген орбита бойымен қозғалмай, тек белгілі орбиталардың, яғни стационарлық орбиталардың бойымен ғана қозғала алады. Осындай орбиталардың біреуінің бойымен үдей қозғалған электрон ешқандай жарық шығармайды және стационарлық күйдегә энергиясының дискрет мәндері болады.

Бор орбитасының кванттау ережесі, электрон атомның стационарлық күйінде орбита бойымен қозғалғанда импульс моментінің мәні мына шартты қанағаттандырады:

(n= 1, 2, 3,…),

мұндағы ng w:val="KZ"/></w:rPr><m:t>e</m:t></m:r></m:sub></m:sSub><m:r><w:rPr><w:rFonts w:ascii="Cambria Math" w:h-ansi="Cambria Math"/><wx:font wx:val="Cambria Math"/><w:i/><w:sz w:val="28"/><w:lang w:val="KZ"/></w:rPr><m:t>-</m:t></m:r></m:oMath></m:oMathPara></w:p><w:sectPr wsp:rsidR="00000000"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>"> электрон массасы, – радиусы n –ші орбита бойымен қозғалған электронның жылдамдығы.

II. Бордың екінші постулаты (жиіліктер ережесі) атом бір стационарлық күйден екінші стационарлық күйіне көшкенде ғана жарық шығарылады немесе жұтылады. Атом жоғары энергетикалық (Е₂) деңгейден төменгі энергетикалық (Е₁) деңгейіне көшкенде бір квант жарық шығарылады, яғни:

h ν Е _n – Е _m

Cәулелену (Е _n <Е _m) атом жоғарғы энергетикалық деңгейінен, төменгі энергетикалық деңгейге өткенде болады.

Фотонның жұтылуы (Е _n >Е _m) атом төменгі энергетикалық деңгейінен, энергетикалық жоғарғы деңгейге өткенде болады.

Кванттық өтулер кезіндегі дискретті жиіліктердің формуласы:

атомның сызықтық спектрін анықтайды.

Франк және Герц тәжірибелері

Стационарлық күйде атом болатындығы Франк және Герц тәжірибесінде дәлелденген.

Электрондар, эмитрленген катод К, 1 сымды ток жіберіп қыздырғанда, одан ұшып шыққан электрондар оң зарядталған торға С₁ қарай қозғалады да, ток жүреді, бұл ток φ үдетуші потенциалға тәуелді. 2 аймақта электрондар сынап буынан өтіп А анодқа жетеді. Сынап атомының бірінші қозған күйінің энергиясы 4,86 эВ. Электронға φ үдетуші потенциал бергенде соғылысу серпімсіз болса, онда электрон атомға өзінің кинетикалық энергиясын түгелімен береді, осының салдарынан электронның энергиясы кемиді, атомның энергиясы артады да, сынап атомы қозады. Осы тұрғыдан алғанда электронның энергиясы 4,86 эВ–тан кем болса, оның сынап атомымен соғылысуы серпімді болады да, электронның энергиясы кемімейді, оның қозғалыс бағыты өзгергенмен анодқа жетпейді, ток күші артады. Үдетуші потенциал 9,8 В болғанда, бір электрон сынаптың атомын, 14,7 В болғанда үш атомын қоздыра алады. Осылайша, атом стационарлық күйде болады (Бордың бірінші постулаты). Сынап атомы қозып негізгі күйге өткен кезде жарық кванттары толқын ұзындықпен сәулеленеді (Бордың екінші постулаты).