«Модели атома и постулаты Бора»

2.2. Стационарные орбиты и энергетические уровни

На основании постулатов Бора можно наглядно представить стационарные состояния атома следующим образом.

Центростремительное ускорение ā при движении электрона по окружности создается кулоновской силой F_э. Следовательно,
a= v²/r = F_э/m
В атоме водорода заряд ядра равен заряду e электрона, поэтому для атома водорода получим:
v²/r = e²/4πε0mr²
откуда
v² = e²/4πε0mr
Двигаясь по каждой из разреженных стационарных круговых орбит, электрон обладает определенным запасом кинетической энергии, а также и потенциальной энергией в электрическом поле атомного ядра. Обозначим через En сумму кинетической энергии электрона на стационарной орбите с номером n и потенциальной энергии взаимодействия электрона с атомным ядром. Тогда каждой разрешенной стационарной орбите электрона в атоме можно поставить соответствие в значение энергии атома в стационарном состоянии. Для наглядного представления возможных энергетических состояний атомов используются энергетические диаграммы. (Приложение В)
На энергетической диаграмме каждое стационарное состояние атома отмечается горизонтальной линией, называемой энергетическим уровнем. Ниже всех остальных на диаграмме располагается энергетический уровень, соответствующий энергии E1 основного состояния атома, энергетические уровни возбужденных состояний располагаются над основным уровнем на расстояниях, пропорциональных разности энергий возбужденного и основного состояний. Переходы атома из одного состояния в другое изображаются вертикальными линиями между соответствующими уровнями на энергетической диаграмме, направление перехода указывается стрелкой.
Переходу электрона со стационарной орбиты под номером m на стационарную орбиту под номером n соответствует переход атома из состояния с энергией Em в состояние с энергией En. Этот переход на диаграмме энергетических уровней обозначается вертикальной стрелкой от уровня Em к уровню En. (Приложение Г)