Модели атома и теория Бора

Содержание

Введение. 3

Теория атома Н. Бора. Принцип соответствия.5

Идеи и понятия квантовой механики. Принцип неопределенности.8

Проблема интерпретации квантовой механики. Принцип дополнительности.11

Список литературы.. 15

Введение

Истоки квантовой физики можно найти в исследованиях процессов излучения тел. Еще в 1809 г. П. Прево сделал вывод, что каждое тело излучает независимо от окружаю­щей среды. Благодаря развитию спектроскопии в XIX в. при изу­чении спектров излучения начинают обращать внимание и на спектры поглощения. При этом выясняется, что между излуче­нием и поглощением тела существует простая связь: в спектрах поглощения отсутствуют или ослабляются те участки спектра, которые испускаются данным телом. Этот закон получил объяс­нение только в квантовой теории.

Г. Кирхгоф в 1860 г. сформулировал новый закон, кото­рый гласит, что для излучения одной и той же длины волны при одной и той же температуре отношение испускательной и погло-щательной способностей для всех тел одинаково. Другими слова­ми, если Е_хт и А_хт - соответственно испускательная и поглоща-тельная способности тела, зависящие от длины волны к и темпе­ратуры Т, то

где - некоторая универсальная функция, одинаковая для всех тел.

Кирхгоф ввел понятие абсолютно черного тела как тела, по­глощающего все падающие на него лучи. Для такого тела, очевид­но, А_хт = 1; тогда универсальная функция ф( А., 7) равна испускатель­ной способности абсолютно черного тела. Сам Кирхгоф не опреде­лил вид функции , а лишь отметил некоторые ее свойства.

При определении вида универсальной функции есте­ственно было предположить, что можно воспользоваться теоре­тическими соображениями, прежде всего основными законами термодинамики. Л. Больцман показал, что полная энергия излу­чения абсолютно черного тела пропорциональна четвертой сте­пени его температуры. Однако задача конкретного определения вида функции Кирхгофа оказалась весьма трудной, и исследова­ния в этом направлении, основанные на термодинамике и опти­ке, не привели к успеху.

Опыт давал картину, не объяснимую с точки зрения класси­ческих представлений: при термодинамическом равновесии меж­ду колеблющимися атомами вещества и электромагнитным излу­чением почти вся энергия сосредоточена в колеблющихся атомах и лишь ничтожная часть ее приходится на долю излучения, тогда как согласно классической теории практически вся энергия дол­жна была бы перейти к электромагнитному полю.

В 1880-е гг. эмпирические исследования закономерностей рас­пределения спектральных линий и изучение функции (р(Х,7) ста­ли более интенсивными и систематическими. Была усовершен­ствована экспериментальная аппаратура. Для энергии излучения абсолютно черного тела В. Вин в 1896 г., Дж. Рэлей и Дж. Джине в 1900 г. предложили две различные формулы. Как показали экс­периментальные результаты, формула Вина асимптотически вер­на в области коротких волн и дает резкие расхождения с опытом в области длинных волн, а формула Рэлея - Джинса асимптоти­чески верна для длинных волн, но не применима для коротких.

I В 1900 г. на заседании Берлинского физического общества М. П л а н к предложил новую формулу для распределения энер­гии в спектре черного тела. Эта формула полностью соответство­вала опыту, но ее физический смысл был не вполне понятен. До­полнительный анализ показал, что она имеет смысл только в том случае, если допустить, что излучение энергии происходит не не­прерывно, а определенными порциями - квантами (е). Более того, е не является любой величиной, а именно, е = hv , где А - определенная константа (постоянная Планка), av — частота света. Это вело к признанию наравне с атомизмом вещества атомизма энер­гии или действия, дискретного, квантового характера излучения, что не укладывалось в рамки представлений классической физики.

Формулировка гипотезы квантов энергии была началом новой эры в развитии теоретической физики. С большим успехом эту гипо­тезу начали применять для объяснения других явлений, которые не поддавались описанию на основе представлений классической физики.

Существенно новым шагом в развитии квантовой гипотезы было введение понятия квантов света. Эта идея была разработана в 1905 г. Эйнштейном и использована им для объяснения фото­эффекта. В целом ряде исследований были получены подтверж­дения истинности этой идеи. В 1909 г. Эйнштейн, продолжая ис­следования законов излучения, показывает, что свет обладает од­новременно и волновыми, и корпускулярными свойствами. Становилось все более очевидно, что корпускулярно-волновой дуализм светового излучения нельзя объяснить с позиций клас­сической физики. Требовались новые понятия, новые представ­ления и новый научный язык, для того чтобы физики могли ос­мыслить эти необычные явления. Все это появилось позже — вме­сте с созданием квантовой механики.

Теория атома Н. Бора. Принцип соответствия.

В свете тех выдающихся открытий конца XIX в., которые революционизиро­вали физику, одной из ключевых стала проблема строения ато­мов. Еще в 1889 г. в своей Фарадеевской лекции Д.И. Менделеев отмечал, что в результате выявления специфической периодич­ности химических свойств элементов, расположенных по возрас­тающим атомным весам, центральной проблемой физики стано­вится проблема строения атома¹ .

В 1909

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать