Hóa Lí căn bản - Phần 17

MẪU NGUYÊN TỬ BOHR

Mô hình hạt nhân của Rutherford phát biểu đơn giản rằng nguyên tử có một hạt nhân và các electron tích điện âm có mặt bên ngoài hạt nhân. Nó chẳng nói điều thêm điều gì, ví dụ như các electron đó được sắp xếp như thế nào và ở đâu. Nó cũng không thể giải thích tại sao các electron lại không rơi vào trong hạt nhân do lực hút tĩnh điện. Vào năm 1913, Niels Bohr đề xuất một mô hình mới của nguyên tử giải thích được một số đặc điểm này, đồng thời giải thích quang phổ phát xạ của hydrogen. Lí thuyết Bohr được xây dựng trên thuyết lượng tử Planck và được xây dựng trên các tiên đề sau đây.

Các tiên đề của lí thuyết Bohr

(1) Các electron chuyển động xung quanh hạt nhân trong những quỹ đạo tròn được phép nhất định và không có những quỹ đạo nào khác.

Các electron trong mỗi quỹ đạo có một năng lượng xác định và cách hạt nhân một khoảng cố định. Các quỹ đạo được gán kí hiệu n và từng quỹ đạo được đánh số 1, 2, 3,... (hoặc K, L, M,...) theo thứ tự khoảng cách đến hạt nhân tăng dần.

(2) Trong lúc chuyển động trong những quỹ đạo riêng này, electron không phát xạ (hay thất thoát) năng lượng.

Do đó, trong mỗi quỹ đạo này, năng lượng của mỗi electron vẫn giữ nguyên, tức là không tăng thêm cũng không giảm. Vì thế, các quỹ đạo riêng có sẵn cho electron trong một nguyên tử được gọi là các mức năng lượng dừng, hay gọi đơn giản là các mức năng lượng.

(3) Electron có thể chuyển từ mức năng lượng này sang mức năng lượng khác chỉ bằng các bước nhảy lượng tử, hay các bước nhảy photon.

Khi electron ở trong quỹ đạo có năng lượng thấp nhất (đó cũng là mức gần hạt nhân nhất), electron được gọi là ở trạng thái cơ bản. Khi electron được cấp năng lượng, nó hấp thụ một lượng tử hay một photon năng lượng và nhảy lên một mức năng lượng cao hơn. Khi đó, electron có thế năng và nó được gọi là ở trạng thái kích thích.

MẪU NGUYÊN TỬ BOHR

Hình 1.25
Các quỹ đạo tròn của electron hay các mức năng lượng dừng trong một nguyên tử.

Lượng tử hay photon năng lượng được phát xạ hay hấp thụ bằng độ chênh lệch giữa các mức năng lượng thấp và cao của nguyên tử

ΔE = Ecao - Ethấp = hν                                                         (1)

trong đó h là hằng số Planck và ν là tần số của photon năng lượng được phát ra hay hấp thụ.

(4) Moment động lượng (mvr) của mỗi electron đang quay xung quanh hạt nhân bằng một bội số nguyên của hằng số Planck chia cho 2p.

Moment động lượng = mvr = n(h/2π)                     (2)

trong đó m = khối lượng electron, v = vận tốc của electron, r = bán kính quỹ đạo; n = 1, 2, 3,... và h = hằng số Planck.

Bằng cách thay các giá trị 1, 2, 3 cho n, ta lần lượt thu được các giá trị moment động lượng

h/2π, 2h/2π, 3h/2π,...

Không có các giá trị phân số của h/2p. Vì thế, người ta nói moment động lượng bị lượng tử hóa. Số nguyên n trong phương trình (2) có thể được dùng để kí hiệu cho một quỹ đạo và một mức năng lượng tương ứng n được gọi là số lượng tử chính của nguyên tử.

MẪU NGUYÊN TỬ BOHR

Hình 1.26
Electron hấp thụ một photon ánh sáng khi nó nhảy từ một quỹ đạo năng lượng thấp lên quỹ đạo năng lượng cao hơn và một photon được phát ra khi electron nhảy trở lại mức năng lượng thấp ban đầu.

Sử dụng các tiên đề trên và một số định luật vật lí cổ điển, Bohr có thể tính ra bán kính của từng quỹ đạo của nguyên tử hydrogen, năng lượng gắn liền với mỗi quỹ đạo và bước sóng của bức xạ phát ra trong các chuyển tiếp giữa các quỹ đạo. Các bước sóng tính được theo phương pháp này ăn khớp một cách tuyệt vời với các bước sóng trong quang phổ thực tế của hydrogen, đó là một thành công lớn cho mẫu nguyên tử Bohr.

Hóa Lí Căn Bản - Arun Bahl, B.S. Bahl, G.D. Tuli
Bản dịch của TVVL
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

 

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Downlaod video thí nghiệm

Các bài khác


Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần cuối)
15/01/2019
LỜI BẠT Lucy Hawking Dưới bầu trời xám xịt lạnh lẽo của ngày xuân Cambridge, chúng tôi ngồi trong đoàn xe tang hướng về
Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 23)
15/01/2019
CHƯƠNG 10 LÀM THẾ NÀO CHÚNG TA ĐỊNH HÌNH TƯƠNG LAI? Một thế kỉ trước, Albert Einstein đã cách mạng hóa nhận thức của chúng
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 30)
13/01/2019
Lực yếu Lực yếu có tên gọi như thể không phải vì nó vốn dĩ yếu, mà do tầm tác dụng hết sức ngắn của nó. Ở những
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 29)
13/01/2019
Lực điện từ Ngoài lực hấp dẫn, lực điện từ là lực chúng ta trải nghiệm nhiều nhất trong cuộc sống hằng ngày. Cho dù
Lục quang tuyến: Hiện tượng thiên nhiên đẹp và may mắn
11/01/2019
Lục quang tuyến là một hiện tượng trong đó một phần của Mặt Trời bỗng đột ngột đổi màu trong chừng 1 hoặc 2 giây. Lóe
Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 22)
06/01/2019
Chương 9 TRÍ TUỆ NHÂN TẠO SẼ VƯỢT MẶT CHÚNG TA KHÔNG? Trí thông minh là trung tâm ý nghĩa đối với loài người. Mọi thứ mà
Có thể có một phản vũ trụ phía bên kia Big Bang
06/01/2019
Vũ trụ của chúng ta có thể là ảnh qua gương của một vũ trụ phản vật chất lan tỏa ngược chiều thời gian trước Big Bang.
Hellium-3 có thể liên kết với sắt và oxygen ở sâu bên trong Trái Đất
06/01/2019
Hàm lượng cao đến bất ngờ của hellium-3 tìm thấy ở các điểm nóng núi lửa có thể là bằng chứng cho sự tồn tại của

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com