159
4.4. ATOMUN QURULUŞU HAQQINDA BORUN KVANT POSTULATLARI.
ATOMUN ENERJİ SƏVİYYƏLƏRİ
Atomun quruluşunun ilk modelini 1903-cü ildə ingilis fiziki Con
Cozef Tomson (1856–1940) irəli sürür.
Bu modelə görə, atom ra-
diusu təxminən 10
m olan kürə formasındadır.
Müsbət yüklər həmin kürənin bütün həcmində bərabər sıxlıqla paylanır, mənfi yüklü elekt-
ronlar bu kürənin daxilində “keksdə kişmiş” kimi yerləşir. Lakin bu model radioaktivliyi,
elektromaqnit hadisələrini və s.-ni izah edə bilmədi.
1910–1911-ci illərdə ingilis fiziki Ernest Rezerford (1871–1937)
apardığı silsilə təcrübələrlə atomun tamamilə fərqli quruluşa malik
olduğunu aşkar etdi. Rezerford modelinə görə, atom aşağıdakı
quruluşa malikdir:
Atomun, demək olar ki, bütün kütləsi (≈ 99,96%
) onun nüvəsində
toplanmışdır. Nüvənin ölçüsü atomun ölçüsü ilə müqayisədə çox
kiçikdir, onun diametri
≈ 10
-dir.
Atom nüvəsinin yükü
= +
(e elementar yükün kimyəvi elemen-
tlərin dövri sistemindəki Z sıra nömrəsi hasilinə bərabərdir).
Nüvə ətrafında Kulon elektrik qüvvələrinin təsiri altında dairəvi
orbitlər üzrə elektronlar hərəkət edir. Neytral atomda elektronların
sayı Z olduğundan atomdakı elektronların ümumi yükü
q = −Ze-yə
bərabərdir. Bu model Günəş sisteminə bənzədiyindən ona atomun pla-
netar modeli də deyilir.
Məlum olduğu kimi, elektrik yükləri-
nin ixtiyari təcilli hərəkəti elektromaq-
nit dalğalarının şüalanması ilə nəticə-
lənir. Atomun quruluşuna aid Tom-
sonun “kişmişli keks” modelinə əsasən,
elektron atomun bütün həcmi boyu rəq-
si hərəkətdədir. Rezerfordun “planetar”
modelinə əsasən, elektronlar nüvə
ətrafında dövri hərəkətdədir.
Atomun hansı modelinə uyğun
təsəvvürlərə görə, o, elektromaqnit
dalğası şüalandıra bilər?
Təcillə hərəkət edən elektronların
elektromaqnit şüalanması enerji
daşınması ilə müşayiət olunduğu halda
atom nə üçün dayanıqlıdır?
Əgər atom sistemi dayanıqlı olmasaydı,
enerji itkisi nəticəsində elektronlar necə
hərəkət edərdi və nə baş verərdi?
Rezerford eksperimentə əsaslanan atomun planetar modeli
haqqındakı ideyalarını 1911-ci ildə nəşr etdirməsinə baxma-
yaraq elm aləmi bu modeli ciddi qəbul etmədi. Səbəb də o idi
ki, atomun Rezerford modelində elektronların hərəkət qanunu
elektrodinamika qanunlarına ziddir. Bu ziddiyyətin əsas
səbəbinin sxemi şəkildə təsvir edilmişdir (bax:
a
).
Nəticənin müzakirəsi:
Təsviri diqqətlə nəzərdən keçirib bu ziddiyyəti müəyyən edin.
(a)
ARAŞDIRMA
1
Atomun planetar modelinin çatışmayan cəhəti nədir?
• KEÇDİKLƏRİNİZİ XATIRLAYIN •
Fizika – 9
10
-10
m
10
-15
LAYİHƏ
160
Borun kvant postulatları. 1913-cü ildə danimarkalı alim Nils Bor (1885–1962)
Plankın işıq kvantları fərziyyəsinə əsaslanaraq atomun kvant nəzəriyyəsinə aid işlə-
rini nəşr etdirdi. Bu nəzəriyyədə o, üç postulat əsasında atomun planetar modelinin
çətinliklərini kvant təsəvvürləri əsasında aradan qaldırdı.
Borun birinci postulatında atomda elə halların mövcud olduğu əsaslandırılır ki,
həmin hallarda təcillə hərəkət edən elektronlar elektromaqnit dalğaları şüalandırmır.
I postulat – atom klassik fizika qanunlarına tabe olan hallarda deyil, xüsusi
kvant (və ya stasionar) hallarda mövcud ola bilir. Hər bir kvant halı müəyyən
enerjisinə malikdir. Atom stasionar halında elektromaqnit dalğası şüalandırmır
(b)
.
Borun ikinci postulatında atomda işığın udulma və
şüalanma prosesi izah edilir.
II postulat – atom bir stasionar haldan digərinə
keçdikdə enerjisi
ℎ
olan bir işıq kvantı şüalandırır
və ya udur. Şüalanan və ya udulan kvantın enerjisi
stasionar halların enerjiləri fərqinə bərabərdir:
ℎ
=
−
. (1)
Buradan alınır ki, şüalanma tezliyi:
=
(
−
)
ℎ
=
ℎ
−
ℎ
. (2)
Atom böyük enerjili stasionar haldan kiçik enerjili
stasionar hala keçdikdə şüalanma baş verir:
<
.
Bu zaman elektron bir kvant şüalandıraraq uzaq or-
bitdən nüvəyə yaxın orbitə keçir
(c)
.
Atom bir işıq kvantı udduqda isə o, kiçik enerjili sta-
sionar haldan böyük enerjili stasionar hala keçir:
>
.
Bu zaman elektron nüvəyə yaxın orbitdən uzaq orbitə
keçir
(d)
.
Atomun enerji səviyyələri. Bor hidrogen atomunun
stasionar hallarının enerjisi üçün aşağıdakı düsturu
müəyyən etdi:
= −
. (3)
Burada
E = 13,6 eV minimum enerji halında olan hidrogen atomunun ionlaşma
enerjisi, n – baş kvant ədədidir. Baş kvant ədədinin
= 1 olan stasionar halı
atomun
İPUCU
Çevrə üzrə hərəkət təcilli hərəkət olduğundan atomdakı elektronlar fasiləsiz ola-
raq fırlanma tezliyinə bərabər tezlikdə elektromaqnit dalğaları şüalandırmalıdır.
Bunun nəticəsində elektronun enerjisi sürətlə azalmalıdır.
(b)
(c)
(d)
LAYİHƏ