نموذج بور لذرة الهيدروجين :
وضعت عدة نموذج لتفسير استقرار الذرة منها :
1/ نموذج طومسون :
أعتقد هذا النموذج أن الذرة عبارة عن كرة مصمتة موجبة
الشحنة تتوزع فيها إلكترونات سالبة الشحنة
وأن الذرة متعادلة كهربائيا .
2/نموذج رذرفورد: اعتقد أن الذرة تتكون من نواة موجبة
الشحنة يشغل حيز صغير جدا موجب الشحنة وتدور حوله
إلكترونات سالبة الشحنة كما تدور الكواكب حول الشمس .
3/ نموذج بور افترض أن الإلكترون يفقد طاقة على شكل كمات
محددة وليس على شكل مستمر كما هو في نموذج رذرفورد .
واستعان بور في بناء نموذجه على:
-نموذج رذرفورد
-مبدأ تكمية الطاقة لماكس بلانك أي أن الطاقة مكماة
-النموذج الجسيمي للإشعاع .
وقد وضع لهذا النموذج أربع فرضيات :
1)يدور الإلكترون حول النواة في مدارات دائرية ويخضع
لحركته إلى قوة التجاذب بينه وبين النواة الموجبة .
2)توجد مدارات محددة (مستويات طاقة)
مسموح للإلكترون أن يحتلها ولا يشع الإلكترون طاقة
طالما بقي في نفس مستوى الطاقة ونستطيع حساب
طاقة أي مدار من المعادلة التالية .
3)يشع الإلكترون طاقة أو يمتص إذا انتقل بين المستويات
والطاقة التي يمتصها أو يشعها مكماة وتساوي
فرق طاقتي المدارين حسب المعادلة التالية:
وتكون الطاقة المنبعثة أو الممتصة على شكل فوتونات .
4) المدارات المسموح للإلكترون أن يحتلها
أو يتواجد فيها هي تلك المدارات التي يكون
فيها الزخم الزاوي للإلكترونمساويا
لمضاعفات العدد أي أن:
والكمية
سؤال؟؟؟؟
ما الفرق بين طاقة التأين وطاقة الإثارة؟؟؟؟
الجواب:
طاقة التأين :هي الطاقة التي يمتصها الإلكترون كي يتحرر
من الذرة دون إكسابه طاقة حركية .
طاقة الإثارة : هي الطاقة التي يمتصها الإلكترون كي تنتقل
بين المدارات .
الأطياف الذرية :
تقسم الأطياف الذرية إلى قسمين :
أ/الطيف المتصل (المستمر)وهو ذلك الطيف الناتج من
تحلل ضوء الشمس خلال تعرض منشور له فتظهر ألوان
الطيف السبعة من اللون الأحمر إلى اللون البنفسجي.
ب/ الطيف الخطي : ويسم إلى نوعين :
** طيف الانبعاث الخطي وهو عبارة عن خطوط ملونة
تظهر على خلفية معتمة .
**طيف الامتصاص الخطي وهو عبارة عن خطوط
معتمة (سوداء) تظهر على خلفية مضيئة .
نموذج بور وطيف ذرة الهيدروجين :
يعد طيف ذرة الهيدروجين هو أبسط الأطياف الذرية
لأنه يحتوي على إلكترون واحد فقط .
وقد نجح نموذج بور في حسب الأطوال الموجية
لطيف ذرة الهيدروجين باستخدام العلاقة التالية :
حيث ويسمى ثابت ريدبيرغ
إلا أن هذا النموذج فشل في تفسير الأطوال الموجية
لذرات متعددة الإلكترونات.
الطبيعة الموجية -الجسيمية :
إن النموذج الموجي للضوء استطاع تفسير ظواهر فيزيائية
مثل التداخل والحيود إلا أن هذا النموذج فشل في تفسير
ظواهر أخرى مثل :الظاهرة الكهروضوئية وظاهرة كومبتون
وظاهرة الأطياف الذرية.وإشعاع الجسم الأسود
حيث تفسر هذه الظواهر على أن الضوء
عبارة عن جسيمات أو فوتونات (النموذج الجسيمي )
وان للفوتونات زخما خطيا يعطى بالعلاقة :
لذلك افترض العلماء أن هناك طبيعة مزدوجة للضوء
حيث اقترح العالم دي بروي أن للأجسام المادية طبيعة موجية
وأن الطول الموجي المصاحب للجسيم يتناسب عكسيا مع
زخمه الخطي حسب العلاقة حيث :
:هي الطول الموجي المصاحب للجسيم
: ثابت بلانك
:كتلة الجسيم
: سرعة الجسيم
وأن طبيعة هذه الموجات هي موجات مادية تعتمد
على خصائص الجسيم .
فهي ليست موجات ميكانيكية كموجات الصوت
ولا موجات كهرومغناطيسية كموجات الضوء .
وطول موجتها قصير جدا وسرعتها أكبر من سرعة الضوء.
الربط بعلوم الحياة :
بعد اكتشاف الطبيعة الموجية للأجسام صمم العلماء
مجهرا يسمى المجهر الإلكتروني (الميكروسكوب الإلكتروني)
الذي اعتمد في عمله على الإلكترونات المتسارعة فيقل طولها الموجي
ويستطيع رؤية التفاصيل الدقيقة للجسيمات الذرية .