ニールス・ボーアは 、ラザフォードによって提案された原子理論 (惑星系) の完成に貢献したデンマークの物理学者でしたが、この理論では、特に、電子が原子核の周りの回転運動中にエネルギーを失わずに原子核に衝突する理由を説明できませんでした。原子を不安定にすることなく一定の軌道を周回します。
マックス プランクの基礎に基づいて、ボーアは 5 つの公準に要約された結論を通じて原子理論を再定式化しました。
第 1 公準 – 原子系によって放出 (または吸収) されるエネルギーは、電気力学で示されるように連続的ではなく、定常状態から別の状態への系の遷移を通じて処理されます。
したがって、原子は、何らかの方法で励起された場合にのみ放射線(可視領域かどうかに関係なく、あらゆる波長)を放射し、静止状態(永久的かつ一定)を残します。
第 2 仮説 – 層間で電子遷移が起こると、明確に定義された周波数の放射が原子系から放出されます。この電子の遷移によって放出される総エネルギーは E = hf で定義されます 。ここで、f = 放射周波数 (ヘルツ)、h = プランク定数 (Js) です。
この仮定から、この放出されたエネルギーは、転移が起こる層のエネルギーの差にほかならないと言えます。したがって、電子が原子 X の K 殻と L 殻の間で量子ジャンプを行うとき、エネルギーの差は次の式で与えられます: E L -E K = hf 。
第 3 公準 – 定常状態におけるシステムの動的平衡 (静電相互作用と電磁相互作用に基づく) は古典力学の法則に従います。
したがって、異なる定常状態での遷移 (層の変化) については、これらの古典的な法則は適用されません。たとえそれが大きな軌道と高エネルギーの限界(外層)で起こったとしてもです。
第 4 の公準 – 原子核の周りの電子によって記述される可能な軌道は、 h/2 π の整数倍です 。遷移から始まる軌道にも含まれます。
この仮定は次のように理解できます。波動を伴う電子を想像すると、原子はエネルギー的に安定し、これらの波は相互に消滅したり、原子に何らかの種類の不安定性を引き起こしたりするような干渉を受けることはありません。したがって、それらはすべて調和していなければならず、円運動に対して補正された プランク 定数の整数倍によって定義されます。
第 5 公準 – 放出されるエネルギーが最大となる状態は、電子の 角運動量 に関連した円運動に対して補正されたプランク定数の整数倍でもなければなりません。
したがって、第 4 の公準によれば、軌道は常に h/2π の整数倍であるため、原子が励起されたとき (より正確には、電子が量子ジャンプを実行したとき) に放出される最大エネルギーも h/2π に比例します。 p 、 p = 電子の角運動量。
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