[ Pobierz całość w formacie PDF ]
.Teoria Bohra została skonstruowana tak, by pozwalała otrzymywać liczby zgodne zdanymi eksperymentalnymi.Podstawowym elementem analiz Bohra było nadrzędnepojęcie energii, zdefiniowane już za czasów Newtona, a potem jeszcze dopracowane irozszerzone.Wykształcona osoba koniecznie musi mieć pojęcie o energii.Poświęćmywięc jej dwie minuty.Dwie minuty dla energiiWśredniej szkole dowiadujemy się, że ciało o określonej masie poruszające się z pew-ną prędkością ma energię kinetyczną (energię z powodu ruchu).Ciała miewają takżeenergię ze względu na to, gdzie się znajdują.Stalowa kula na szczycie wieżowca maenergię potencjalną, bo ktoś musiał się napracować, by ją tam umieścić.Gdyby ją stam-tąd zrzucono, potencjalna energia spadającej kuli ulegnie przemianie w energię kine-tyczną.Jedyną interesującą rzeczą dotyczącą energii jest to, że zawsze zostaje zachowa-na.Wyobrazmy sobie złożony system zawierający miliardy atomów gazu.Wszystkie teatomy gwałtownie się poruszają, zderzają się ze ściankami naczynia i ze sobą nawza-jem.Niektóre atomy zyskują energię, inne ją tracą, ale całkowita energia nie ulegazmianie.Dopiero w XIX wieku uczeni odkryli, że ciepło jest formą energii.Substancjechemiczne mogą uwalniać energię w reakcjach, takich jak na przykład spalanie węgla.Mogą się zmieniać i, w rzeczy samej, nieustannie się zmieniają postacie, w jakich prze-jawia się energia.Dziś znamy wiele jej rodzajów: mechaniczną, termiczną, chemiczną,elektryczną i jądrową.Wiemy, że masa może być przekształcona w energię via E =mc2.Pomimo tak skomplikowanego obrazu, wciąż jesteśmy na sto procent pewni, że wzłożonych przemianach całkowita energia (łącznie z masą) zawsze pozostaje nie-zmienna.Przykład: klocek zsuwa się po gładkiej powierzchni.Zatrzymuje się.Jegoenergia kinetyczna uległa zmianie w ciepło, które ujawniło się w postaci nieznaczniepodwyższonej temperatury powierzchni.Przykład: napełniasz benzyną bak samochodu.Wiesz, że kupujesz 48 litrów energii chemicznej (mierzonej w dżulach), którą możeszzużyć, by nadać swej toyocie określoną energię kinetyczną.Benzyna znika, ale jej ener-gia jest odpowiedzialna za przebycie 500 kilometrów.Energia jest zachowana.Przykład:wodospad uderza w wirnik generatora, przeobrażając naturalną energię potencjalnąwody w energię elektryczną potrzebną do oświetlenia i ogrzania odległego miasta.Wrejestrze przyrody wszystko musi się zgadzać.Na końcu masz dokładnie tyle samo cona początku.No więc?No dobrze, ale co to wszystko ma wspólnego z atomem? Według modelu Bohra, elek-tron musi się ograniczać do specyficznych orbit.Każdą orbitę określa wielkość jej pro-mienia.Każdy z dozwolonych promieni odpowiada określonemu stanowi energetycz- 132nemu (poziomowi energetycznemu) atomu.Najmniejszy promień odpowiada najniższejenergii i zwany jest stanem podstawowym.Jeśli dostarczymy pewnej objętości gazuwodorowego energię, jej część zostanie zużyta na rozhuśtanie atomów - zaczną sięszybciej poruszać.Jednak ściśle określona porcja energii (pamiętasz, drogi Czytelniku,efekt fotoelektryczny?) może zostać wchłonięta przez atom i wtedy elektron osiągniewyższy poziom energetyczny na orbicie o większym promieniu.Poziomy energetycznesą ponumerowane 1, 2, 3, 4,., a każdy z nich ma energię E1, E2, E3, E4 i tak dalej.Bohr tak skonstruował swą teorię, by było w niej miejsce dla koncepcji Einsteina, we-dług której energia fotonu determinuje jego długość fali.Jeśli fotony o rozmaitych długościach fali padają na atom wodoru, to w końcu elek-tron połknie odpowiedni foton (porcję światła o określonej energii) i przeskoczy z E1 naE2 albo może na E3.W ten sposób dochodzi do zaludniania wyższych poziomów ener-getycznych w atomie.To właśnie dzieje się w świetlówce.Gdy świetlówka podłączonajest do prądu elektrycznego, jarzy się charakterystycznym dla wodoru blaskiem.Energiasprawia, że niektóre z elektronów należących do miliardów atomów przeskakują nawyższy poziom energetyczny.Jeśli dopływa dostatecznie dużo energii elektrycznej,elektrony wielu atomów będą zajmowały wszystkie możliwe wyższe poziomy energe-tyczne.Zgodnie z koncepcją Bohra, elektrony znajdujące się na wyższych poziomachenergetycznych spontanicznie zeskakują na niższe.Przypomnij sobie, drogi Czytelniku,nasz mały wykład o zachowaniu energii
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
