Основы квантовой механики строения атомов

Первую экспериментально обоснованную модель атома дал в 1911 году английский ученый Резерфорд с сотрудниками на основе анализа опытов по изучению рассеяния В модели Резерфорда, как уже упоминалось выше, в центре атома находится положительно заряженное ядро, в котором сосредоточена почти вся атомная масса. Вокруг ядра движутся электроны, число которых равно величине заряда ядра или порядковому номеру элемента. Подобная модель, являясь по сути своей правильной, тем не менее противоречит законам классической электродинамики. Ведь движущийся электрон должен непрерывно излучать энергию и, в конце концов, упасть на ядро. На самом деле этого, конечно, не происходит.

Недостаток модели Резерфорда заключался в том, что движение электронов описывалось законами классической физики, которые действительны для крупных физических тел или макрообъектов. Однако, как оказалось, законы движения элементарных частиц или микрообъектов принципиально отличаются от законов для макрообъектов. Поведение таких частиц изучают квантовые науки: квантовая химия, квантовая механика и т.д. Объяснять законы, которые действуют для микрообъектов, намного сложнее, чем законы, которым подчиняются макрообъекты. Почему это так? Дело в том, что объясняя законы физики и химии для микрообъектов, преподаватель может наглядно продемонстрировать обучаемым, как это все происходит, или же попросить студентов представить себе тот или иной процесс. В квантовой же химии многие процессы нельзя не только представить себе, но и доказать математически, их приходится принимать на веру, как постулаты. Напомним, что постулатами называются утверждения, принимаемые без доказательств или априори.

Квантовый характер излучения и поглощения энергии. Постулат Планка.

Квантовый постулат Планка гласит:

Лучистая энергия испускается и поглощается телами не непрерывно, а дискретно, то есть отдельными порциями или квантами. При этом энергия каждой такой порции и связана с частотой излучения соотношением, получившим название уравнения Планка:

Где - постоянная Планка, равная 6,626

В 1913 году датский физик Нильс Бор разработал теорию строения атома водорода, используя модель Резерфорда и квантовый постулат Планка.