Сутегі атомының сызықтық спектрі. Бор постулаттары. Франк–Герц тәжірибесі

Ереже: Бордың стационар күй постулаты бойынша атом рұқсат етілген күйде энергиясын сәуле түрінде жоғалтпайды. Бұл классикалық орбиталық модельдің тұрақсыздығын айналып өтетін кванттық жорамал.

Қолдану: Шартта деңгей ауысуы мен сыртқы әсер жоқ. Сондықтан осы модельде атомның энергиясы тұрақты, фотон шығару болмайды. Сәуле шығару энергиясы төмен басқа күйге ауысқанда қарастырылады.

Қате нұсқалар: B) Бұл классикалық үдемелі заряд түсінігі; Бор стационар күйге арнайы сәуле шығармау постулатын енгізді.

C) Бор моделінде стационар күй тұрақты деп қабылданады; бір айналымнан кейін құлау талабы жоқ.

D) Ауысу болмаса фотон шықпайды; ауысуларда да жиілік энергия айырмасымен шектеледі.

E) Электрондық стационар күй ядроның протон санын немесе зарядын өзгертпейді. Ишара: Орбитадағы қозғалысты энергия деңгейлері арасындағы ауысумен шатастырма.

Ереже: Бор моделіндегі орбиталық кванттау L = nℏ түрінде беріліп, n тек оң бүтін мәндер қабылдайды. Бұл тарихи модельдің ережесі қазіргі кванттық импульс моментінің толық теориясымен бірдей емес.

Қолдану: Берілген тізімде тек 3 саны n = 1, 2, 3, ... қатарына кіреді. Сондықтан 3ℏ рұқсат етіледі, ал 0,5; 1,5; √2 және 0 коэффициенттері осы шартқа сай емес.

Қате нұсқалар: A) Берілген орбиталық шартта n оң бүтін сан; 0,5 оған жатпайды.

B) Бұл тарихи Бор орбиталық шартында n 1-ден басталады; қазіргі кванттық теориядағы басқа ұғымдарды мұнда араластырмау керек.

C) √2 бүтін сан емес; импульс моменті еркін үздіксіз мәндер қабылдамайды.

D) Жартылай бүтін n осы Бор орбиталық моделінің берілген шартына сәйкес келмейді. Ишара: Жауапты дәл берілген модельдің n мәндерімен салыстыр.

Ереже: Фотон шығарылатын ауысуда Eф = Eбаст − Eсоң. Байланысқан күйлердің энергиялары теріс болса да, фотон энергиясы оң болады және екі деңгей айырмасымен анықталады.

Қолдану: Eф = −3,4 − (−13,6) = 10,2 эВ. Атом 10,2 эВ энергия жоғалтып, дәл осы энергия фотонға беріледі; энергия балансы орындалады.

Қате нұсқалар: A) Бұл негізгі күйдің иондалу энергиясы; бастапқы деңгей n = 2 болғанын ескеру керек.

B) Теріс деңгейлердің модульдерін қосу дұрыс емес; бастапқы энергиядан соңғысын азайту керек.

D) Атом энергиясы кемиді, бірақ шығарылған фотон энергиясы оң және сол кемудің модуліне тең.

E) Бұл екінші деңгейден иондануға қажет энергия, n = 2 → 1 ауысу энергиясы емес. Ишара: Теріс таңбаларды сақтап, бастапқы деңгейден соңғы деңгейді азайт.

Ереже: Байланысқан деңгейлер арасындағы бірфотондық жұтылуда квант энергиясы соңғы және бастапқы энергиялардың айырмасына тең болуы керек. Бастапқы күйді міндетті түрде ескереді.

Қолдану: Негізгі 0 эВ күйден рұқсат етілген айырмалар 2 эВ және 5 эВ. Ұсынылған нұсқалар арасында тек 2 эВ бар; 3 эВ басқа бастапқы күй үшін ғана сәйкес келер еді.

Қате нұсқалар: A) Негізгі күйден 4 эВ жоғары деңгей жоқ; фотон энергиясы рұқсат етілген ауысуға сәйкес келуі керек.

B) Бұл есеп тек берілген үш деңгей арасындағы жұтылуды қарастырады; негізгі күйден 6 эВ деңгейге ауысу берілмеген.

C) Негізгі күйден 1 эВ-қа жоғары деңгей берілмеген; осы модельде мұндай резонанстық жұтылу жоқ.

E) 3 эВ — 2 және 5 эВ деңгейлерінің айырмасы, бірақ атом бастапқыда 2 эВ күйінде емес. Ишара: Барлық жұп айырмаларын емес, нақты бастапқы күйден мүмкін ауысуларды есепте.

Ереже: Иондану шегі электронды байланысқан күйден энергиясы нөл деп алынған еркін күйге жеткізуді білдіреді. Қажетті минимал энергия Eион = 0 − Eбаст.

Қолдану: Eион = 0 − (−3,4) = 3,4 эВ. Негізгі күймен салыстырғанда қозған электрон әлсіздеу байланысқандықтан, оны босатуға аз энергия қажет.

Қате нұсқалар: A) Бұл негізгі n = 1 күйден иондау энергиясы; атом бастапқыда n = 2 күйінде.

C) Атом қозғанымен, электрон әлі байланысқан: энергиясы 0-ден төмен.

D) Бұл n = 2 мен n = 1 деңгейлерінің айырмасы, еркін күйге шығу айырмасы емес.

E) Иондау үшін энергия беру қажет; қажетті энергия теріс болмайды. Ишара: Иондануды төменгі деңгейге сәуле шығарып түсу емес, 0 эВ шегіне көтерілу деп қарастыр.