Основой квантовой теории атома Бора являются 2 постулата.
Первый постулат Бора: атомная система может находиться только в особых стационарных, либо квантовых, состояниях, каждому из которых соответствует некоторая энергия En; в стационарном состоянии атом не излучает энергию.
Этот постулат является противоречием классической механике, согласно которой энергия движущихся электронов может быть любой. Также он является противоречием и электродинамике Максвелла, т.к. предполагает возможность ускоренного движения электронов не излучая электромагнитных волн.
Второй постулат Бора: излучение света случается в процессе перехода атома из стационарного состояния с большей энергией Ek в стационарное состояние с меньшей энергией En. Энергия излученного фотона равняется разности энергий стационарных состояний:
,
Таким образом можно вычислить частоту излучения:
,
Поглощая свет атом переходит из стационарного состояния с меньшим количеством энергии в стационарное состояние с большим количеством энергии.
Модель атома водорода Бора.
Чтоб построить модель самой простой системы — атома водорода — Бор также постулировал правило определения стационарных значений энергии атома (уровней энергии) — правило квантования.
Правило квантования орбит Бора .
Стационарным состояниям атома идентичны разрешенные дискретные значения энергии электрона, такие, что при движении по стационарным круговым орбитам электрон может иметь дискретные значения момента количества движения:
где me — масса электрона,
v — является его скоростью,
r — является радиусом орбиты,
h — является постоянной Планка,
n является главным квантовым числом (номер орбиты в спектре атома водорода).
Применяя законы механики Ньютона и правило квантования, Бор определил возмодные радиусы орбит и значения энергии стационарных состояний. Минимальный радиус орбиты обуславливает величину атома (он равен 0,53 • 10-10 м). Значения энергий стационарных состояний в электронвольтах размещены на вертикальной оси (см. рисунок). В атомной физике энергия выражается в электронвольтах (эВ). 1 эВ — является энергией, которая приобретается электроном при прохождении разности потенциалов 1 В.
1 эВ = 1,6 • 10 -19 Дж.
Правило квантования орбит и постулаты Бора дали ему и последующим ученым объяснить замеченные закономерности в оптическом спектре излучения атома водорода и в рентгеновских спектрах, и дать физическое толкование Периодического закона элементов Менделеева.
Поглощение света .
Поглощение света — является процессом, который обратен излучению, при котором атом с нижних энергетических уровней переходит на верхние уровни. В процессе чего он поглощает излучение таких же частот, которые излучает при переходе с верхних энергетических уровней на нижние. На рисунке б стрелками изображены переходы атома из одних состояний в другие с поглощением света.