Atomning bor modeli. Bor postulatlari

11-sinf fizika darsligi asosida 37-mavzu: Atomning bor modeli. Bor postulatlari 1903-yilda ingliz fizigi J. J. Tomson atomning tuzilishi haqidagi birinchi modelni taklif qildi. Tomson modeliga muvofiq, atom - massasi tekis taqsimlangan 10-10 m kattalikdagi musbat zaryadlardan iborat shar sifatida tasavvur qilinadi. Uning ichida esa, o'z muvozanat vaziyatlari atrofida tebranma harakat qiluvchi manfiy zaryadlar (elektronlar) mavjud bo'lib (bunda atomni tarvuzga o'xshatish va elektron tarvuzning urug'lari singari joylashgan deyish mumkin), musbat va manfiy zaryadlarning yig'indisi o'zaro teng. Boshqa ingliz fizigi D. Rezerford 1911-yilda o'z tajribalariga asosan Tomson modelini inkor etib, atomning yadroviy (planetar) modelini taklif qildi. Ushbu modelga ko'ra atom jajjigina quyosh sistemasidek tasavvur qilinadi. Elektronlar yadro atrofida (yopiq) orbitalar - atomning elektron qobig'i bo'ylab harakatlanadi va ularning zaryadi yadrodagi musbat zaryadga teng. Atomning o'lchamlari juda kichik bo'lgani uchun (≈ 10-10m) uning tuzilishini bevosita o'rganish juda qiyin. Shuning uchun uning tuzilishini bilvosita, ya'ni ichki tuzilishi haqida ma'lumot beruvchi xarakteristikalar yordamida o'rganish maqsadga muvofiqdir. Shunday xarakteristikalardan biri - atomning nurlanish spektri. Atomning nurlanish spektri, ya'ni atom elektromagnit nurlar chiqarishida (yoki yutishida) hosil bo'ladigan optik spektrlar ancha batafsil o'rganilgan. Shveysariyalik fizik I.Balmer 1885-yilda tajriba natijalariga tayanib vodorod spektri chiziqlari chastotalari uchun quyidagi formulani topdi. Bu yerda: R=3,29 · 1015 Hz - Ridberg doimiysi, m va n doimiy sonlar, ular mos holda m=1, 2, 3, 4, qiymatlarni, n esa butun (m+1 dan boshlab) qiymatlarni qabul qiladi. Ushbu formulaga muvofiq vodorod spektri uzlukli chiziqlardan iboratdir. Rezerfordning yadroviy modeli atomning spektral qonuniyatlarini tushuntirib bera olmadi. Bundan tashqari, bu model klassik mexanika va elektrodinamika qonunlariga zid bo'lib chiqdi. Birinchidan, elektronning yadro atrofidagi orbita bo'ylab harakati egri chiziqli, ya'ni tezlanish bilan ro'y beradigan harakatdir. Bu harakatda elektronning energiyasi kamayadi, uning aylanish orbitasi kichrayadi va u yadroga yaqinlasha boradi. Boshqacha aytganda, ma'lum vaqtdan keyin elektron yadroga qulab, atom yo'qolishi kerak. Bu Rezerford modeliga muvofiq, atom nostabil sistema bo'lishini ko'rsatadi. Amalda esa atomlar juda mustahkam sistema hisoblanadi. Ikkinchidan, elektron atomga yaqinlashgan sari orbitasining radiusi kichraya boradi (R→0), tezligi esa o'zgarmaydi (v=const). Natijada tezlanishi ortishi bilan elektronning nurlanish chastotasi ham uzluksiz ravishda ortishi va demak, uzluksiz nurlanish spektri kuzatilishi kerak. Tajribalar va ular bilan mos keluvchi Balmer formulasi esa atomning nurlanish spektri uzlukli (chiziqli) ekanligini ko'rsatganini bildik. 1913-yilda Rezerfordning yadroviy modeliga kvant nazariyasi tatbiq etilib, tajriba natijalarini to'la tushuntirib bera oladigan vodorod atomi nazariyasi yaratildi. Bor nazariyasining asosini quyidagi ikkita postulat tashkil qiladi. Bu postulatlardan har biri yuqorida qayd etilgan Rezerford modelining ikkita kamchiligini bartaraf etishga qaratilgan. Statsionar (turg'un) holatlar haqidagi ...