ΗΛΕΚΡΙΚΟ-ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ ΣΤΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ (ΣΥΜΦΩΝΑ ΜΕ ΤΗΝ «ΗΜΙΚΛΑΣΣΙΚΗ» ΘΕΩΡΙΑ ΤΟΥ BOHR).

         Στα επόμενα θα προσπαθήσουμε να βρούμε την τιμή του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργεί ο πυρήνας στη θέση που βρίσκεται το ηλεκτρόνιο και του μαγνητικού πεδίου που προκαλεί η περιστροφή του ηλεκτρονίου στην θέση του πυρήνα. Θα θεωρήσουμε το απλούστερο δυνατό άτομο, το άτομο του υδρογόνου και θα υποθέσουμε ότι η κατάσταση μέσα στο άτομο περιγράφεται από τη γνωστή μας θεωρία του Bohr.

       Θεωρούμε το ηλεκτρόνιο σε απόσταση από τον πυρήνα ίση με την ακτίνα Bohr, και

έχουμε:...

ΗΛΕΚΡΙΚΟ-ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ ΣΤΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ (ΣΥΜΦΩΝΑ ΜΕ ΤΗΝ «ΗΜΙΚΛΑΣΣΙΚΗ» ΘΕΩΡΙΑ ΤΟΥ BOHR)

ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΡΧΗ ΤΗΣ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΙΑΣ ΣΤΗΝ ΚΒΑΝΤΩΣΗ ΤΗΣ ΣΤΡΟΦΟΡΜΗΣ

       Στα επόμενα θα προσπαθήσουμε να αποδείξουμε την κβάντωση της στροφορμής στο ημικλασσικό μοντέλο του Bohr για το άτομο του υδρογόνου. Στα περισσότερα εισαγωγικά βιβλία κβαντομηχανικής η κβάντωση της στροφορμής αναφέρεται σαν μια από τις δύο συνθήκες που εισήγαγε ο Bohr για το μοντέλο του υδρογόνου. Και βέβαια εύλογη είναι η απορία πως κατέληξε ο Bohr στη συγκεκριμένη συνθήκη, ή γιατί θεώρησε την στροφορμή ακέραιο πολλαπλάσιο του h/2π και όχι του h ή κάποιας άλλης σταθεράς.

       Αλλά ας δούμε πως περιγράφει ο ίδιος ο Bohr τις δύο «συνθήκες» του:...

ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΡΧΗ ΤΗΣ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΙΑΣ ΣΤΗΝ ΚΒΑΝΤΩΣΗ ΤΗΣ ΣΤΡΟΦΟΡΜΗΣ 

                               Johann Jakob Balmer

ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΥΛΗΣ-ΦΩΤΟΣ. (ΑΠΟ ΤΟΝ ΠΑΝΟ ΜΟΥΡΟΥΖΗ).

Στη Γ’ Λυκείου στη γενική παιδεία, διδάσκοντας τις συνθήκες του Βorh λέμε στους μαθητές μας ότι αν ένα φωτόνιο έχει ενέργεια που αντιστοιχεί σε κάποιο επιτρεπτό ενεργειακό άλμα του ατόμου, τότε απορροφάται από το ηλεκτρόνιο του ατόμου. Αν όχι τότε περνάει από το υλικό χωρίς αλληλεπίδραση. Έτσι δημιουργούνται τα φάσματα απορρόφησης των αερίων, αφού βορβαδίζοντας τα άτομα με λευκή ακτινοβολία ( δηλαδή με όλες τις ορατές συχνότητες ) θα απορροφηθούν μόνο αυτές που αντιστοιχούν σε επιτρεπτά ενεργειακά άλματα. Εδώ ακριβώς αρχίζουν να γεννούνται ορισμένες απορίες.

1^η απορία.

Ως γνωστό όταν ένα ηλεκτρόνιο βρεθεί σε μια διεγερμένη στάθμη, πολύ γρήγορα θα πέσει από αυτήν εκπέμποντας πάλι φωτόνια. γιατί τότε δημιουργούνται σκοτεινές γραμμές στο φάσμα απορρόφησης αφού τα φωτόνια επανεκπέπονται;

2^η απορία.

Γιατί για τις υπόλοιπες συχνότητες που δεν έχουμε αλληλεπίδραση, έχουμε καθυστέρηση στην ταχύτητα διάδοσης του φωτός από το μέσο; Με άλλα λόγια πως εξηγείται κβαντικά ο δείκτης διάθλασης των διαφανών σωμάτων;

3^η απορία.

Γιατί ο δείκτης διάθλασης των περισσοτέρων διαφανών υλικών κυμαίνεται στην περιοχή 1-2

4^η απορία.

Γιατί ο δείκτης διάθλασης στις υψηλές συχνότητες είναι μεγαλύτερος;

Σκοπός αυτού του άρθρου είναι να λύσει μέσα στα πλαίσια της φυσικής του λυκείου αυτές τις απορίες....

(Από την εισαγωγή της εργασίας του Πάνου Μουρούζη). 

Μπορείτε να κατεβάσετε την εργασία, πηγαίνοντας στη σελίδα:

      Διάφορα Επιστημονικά Άρθρα

      και επιλέγοντας το άρθρο :

     Αλληλεπίδραση  ύλης φωτός  (άρθρο 56)


    Η Ιστοσελίδα του ΕΚΦΕ Κέρκυρας:

    ΕΚΦΕ ΚΕΡΚΥΡΑΣ


    Μπορείτε επίσης να δείτε και τη (σχετική) ανάρτηση:

 Η σταθερότητα των ατόμων (ανανεωμένο). (N. Bohr)

 ή να κατεβάσετε απ΄ευθείας την εργασία:

 Το πρότυπο του Bohr για το άτομο του υδρογόνου 

http://nothingnerdy.wikispaces.com/file/view/bohr_hydrogen.gif/88059503/bohr_hydrogen.gif

                        http://www.glogster.com/media/5/35/29/25/35292540.jpg

Η σταθερότητα των ατόμων (ανανεωμένο). (N. Bohr)

   ... Εφ’ όσον το ηλεκτρόνιο περιστρέφεται γύρω από τον πυρήνα σε κυκλική τροχιά έχει κεντρομόλο επιτάχυνση και άρα σύμφωνα με την ηλεκτρομαγνητική θεωρία του Maxwell πρέπει να εκπέμπει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Επομένως (Διατήρηση της Ενέργειας ) θα πρέπει να χάνει συνεχώς ενέργεια κάτι που θα’ χει σαν συνέπεια να κινείται σε σπειροειδή τροχιά με διαρκώς μειούμενη ακτίνα και διαρκώς μεταβαλλόμενη συχνότητα ,μέχρις ότου να πέσει τελικά στον πυρήνα. Μάλιστα μια εκτίμηση της τάξης μεγέθους δείχνει ότι ο χρόνος πτώσης του ηλεκτρονίου στον πυρήνα είναι της τάξης του 0,0000000001 s.  Έτσι, σύμφωνα με την κλασική θεωρία το άτομο αποδεικνύεται ένα εξαιρετικά βραχύβιο κατασκεύασμα, που όμως δεν είναι.

     https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhaIs2ez8C5gN0HGV_J7KYZmhh_xfd84Xz7Jgy9ODpCEW7rIufnGYJzEO6Sf3RIqZALjOE5npAIOd3dbG8NgCgOblqtU8U7muM4FtvhtSZ4ZYCX2JaMMQNhMC6pLohQeZNk1Hk7cAu0W1D3/s1600/Maxwell.jpg

     Από την άλλη πλευρά καθώς το ηλεκτρόνιο εκτελεί απεριοδική κίνηση κατά την σπειροειδή περιστροφή του γύρω απ’ τον πυρήνα θάπρεπε να εκπέμπει συνεχές και όχι γραμμικό φάσμα. Είναι γνωστό όμως ότι τα αέρια εκπέμπουν γραμμικά φάσματα.

    Και βέβαια το κλασικό μοντέλο αδυνατεί να εξηγήσει τη σταθερότητα των ατόμων. Τα άτομα π.χ. ενός αερίου βρίσκονται σε μια αδιάκοπη θερμική κίνηση , με εκατομμύρια αμοιβαίες κρούσεις το δευτερόλεπτο και με ταχύτητες της τάξης των δεκάδων χιλιάδων μέτρων ανά δευτερόλεπτο . Και όμως αναδύονται από τις αμοιβαίες αυτές κρούσεις τους  τελείως αμετάβλητα. Αυτό δεν θα είχαμε καμιά δυσκολία να το αντιληφθούμε αν τα άτομα ήταν πραγματικά ά-τομα και άρα «εξαιρετέα από την αλλαγή και την φθορά » όπως λέει ο Επίκουρος. Αλλά δεν είναι. Τα άτομα διασπώνται και ανασυντίθενται , καταστρέφονται και αναδημιουργούνται .   Συμμετέχουν σε χημικές αντιδράσεις. Και πάντοτε ξαναβγαίνουν τα ίδια . Σαν να μην έχουν ιστορία και προϊστορία . Σαν η μορφή τους να είναι προκαθορισμένη . ...    

                           http://www.glogster.com/media/5/35/29/25/35292540.jpg

  http://nothingnerdy.wikispaces.com/file/view/bohr_hydrogen.gif/88059503/bohr_hydrogen.gif



Μπορείτε να κατεβάσετε την μικρή εργασία για τη σταθερότητα των ατόμων................................................................................ΕΔΩ