Microsoft Word Введение в спектральный и люм анализ doc

Источник
фотоэлемент
λ 
Оптический Раствор измерительный прибор 
фильтр 
Растворитель 
оптический клин 

---

11 
3. Излучение и поглощение энергии атомами. 
(теория Бора) 
Оптические спектры многих веществ были хорошо известны и систе-
матизированы уже в ХIХ веке, но физическая природа их возникновения была 
неясна. 
Впервые правильное объяснение наблюдавшимся спектрам излучения и 
поглощения атомов дал Нильс Бор в начале ХХ столетия. Основываясь на 
планетарной модели атома, выдвинутой Резерфордом, и на квантовых свойствах 
света, установленных Планком, он постулировал следующие положения: 
1. 
Электроны в атоме могут находиться только в определенных 
энергетических состояниях Е
1
, Е
2
, Е
3
… Е
n
, которые являются стационар-
ными и находясь в которых электрон не излучает и не поглощает энергию. 
2. 
При переходе электрона из одного стационарного состояния Е
n
в 
другое Е
k
он или излучает энергию в виде кванта света (если Е
n
 > Е
k
), ли-
бо поглощает квант соответствующей энергии (если Е
n
< Е
k 
), при этом 
энергия h

кванта и частота 

излучения определяются соотношением (усло-
вие Бора): 
h

= Е
n
– Е
k
. (4) 
3. Стационарными являются те состояния, в которых момент им-
пульса электрона принимает значения, кратные величине ħ = h/2

 , 
mvr = nh/2 = nħ, (5) 
где h –постоянная Планка, ħ= h/2, а m, v и r –масса, скорость и радиус орбиты 
электрона, n = 1,2,3,4,…- целое положительное число. 
Постулаты Бора дали возможность вычислить радиусы стационарных 
орбит и энергию электрона в этих состояниях для простейшего атома - атома 
водорода и водородоподобных ионов (т.е. имеющих только один электрон) и 
затем рассчитать их спектры излучения и поглощения.

---

12 
Теория Бора впервые объяснила и правильно описала наблюдавшиеся 
спектры излучения и поглощения атома водорода и водородоподобных ионов, 
указала правильное направление для последующего развития всей квантовой 
механики, объяснившей явления, происходящие на атомном и молекулярном 
уровнях. 
Таким образом, было установлено, что испускание атомами квантов элек-
тромагнитного излучения происходит при переходе электронов из более высо-
ких энергетических состояний в более низкие, а поглощение квантов электро-
магнитной энергии сопровождается переходами электронов с нижних энергети-
ческих состояний на более высокие в соответствии с условием (4). 
Поскольку энергия электрона в атоме прямо зависит от заряда ядра Ze и, 
следовательно, от номера Z элемента, то набор возможных энергетических 
состояний у атома каждого химического элемента или у молекулы строго 
индивидуален, поэтому и спектры испускания и поглощения атомов и мо-
лекул также строго индивидуальны. Благодаря этому по спектрам испускания 
или поглощения можно определять химический состав образца. В этом состо-
ит одно из основных направлений практического применения спектрального 
анализа.