คุณเคยเห็นไฟล์ แบบจำลองอะตอมของบอร์. นี่เป็นการค้นพบที่สำคัญทีเดียวที่นักวิทยาศาสตร์คนนี้สร้างขึ้นเพื่อวิทยาศาสตร์โดยเฉพาะแม่เหล็กไฟฟ้าและเคมีไฟฟ้า ก่อนหน้านี้มีแบบจำลองรัทเทอร์ฟอร์ดซึ่งค่อนข้างปฏิวัติและประสบความสำเร็จอย่างมาก แต่มีข้อขัดแย้งกับกฎอะตอมอื่น ๆ เช่น Maxwell's และ Newton's
ในบทความนี้เราจะบอกคุณทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับแบบจำลองอะตอมของ Bohr ตลอดจนรายละเอียดเพื่อชี้แจงข้อสงสัยในเรื่องนี้
ปัญหาที่ช่วยแก้ไข
ดังที่เราได้กล่าวไว้ในตอนต้นของบทความแบบจำลองอะตอมนี้ช่วยแก้ไขความขัดแย้งบางประการที่มีอยู่กับกฎอะตอมอื่น ๆ ในแบบจำลองรัทเทอร์ฟอร์ดก่อนหน้านี้เราต้อง อิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ด้วยประจุไฟฟ้าลบจะต้องปล่อยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่งออกมา สิ่งนี้ควรได้รับการตอบสนองเนื่องจากกฎของแม่เหล็กไฟฟ้าที่นั่น การสูญเสียพลังงานนี้ทำให้อิเล็กตรอนถูกลดวงโคจรโดยหมุนวนเข้าหาศูนย์กลาง เมื่อพวกเขามาถึงจุดศูนย์กลางพวกเขาก็ทรุดตัวลงชนกับแกนกลาง
สิ่งนี้ทำให้เกิดปัญหาในทางทฤษฎีเนื่องจากไม่สามารถยุบรวมกับนิวเคลียสของอะตอมได้ แต่วิถีของอิเล็กตรอนจะต้องแตกต่างกัน สิ่งนี้แก้ไขได้ด้วยแบบจำลองอะตอมของบอร์ มันอธิบายว่า อิเล็กตรอนโคจรรอบนิวเคลียสในวงโคจรบางอย่างที่ได้รับอนุญาตและมีพลังงานจำเพาะ พลังงานเป็นสัดส่วนกับค่าคงที่ของพลังค์
วงโคจรเหล่านี้ที่เราได้กล่าวถึงตำแหน่งที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่เรียกว่าชั้นพลังงานหรือระดับพลังงาน นั่นคือพลังงานที่อิเล็กตรอนมีอยู่นั้นไม่เท่ากันเสมอไป แต่เป็นเชิงปริมาณ ระดับควอนตัมคือวงโคจรที่แตกต่างกันซึ่งพบในอะตอม ขึ้นอยู่กับวงโคจรที่มันอยู่ในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่งมันจะมีพลังงานมากหรือน้อย วงโคจรที่เข้าใกล้นิวเคลียสของอะตอมมีปริมาณพลังงานมากกว่า ในทางกลับกันยิ่งพวกมันเคลื่อนที่ออกจากนิวเคลียสมากเท่าไหร่พลังงานก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น
แบบจำลองระดับพลังงาน
แบบจำลองอะตอมของบอร์ซึ่งบอกเป็นนัยว่าอิเล็กตรอนสามารถได้รับหรือสูญเสียพลังงานโดยการกระโดดจากวงโคจรหนึ่งไปยังอีกวงโคจรเท่านั้นช่วยแก้ปัญหาการล่มสลายที่เสนอโดยแบบจำลองของรัทเทอร์ฟอร์ด เมื่อเคลื่อนที่จากระดับพลังงานหนึ่งไปยังอีกระดับหนึ่งจะดูดซับหรือปล่อยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า นั่นคือเมื่อคุณกระโดดจากระดับพลังงานที่มีประจุมากกว่าไปยังระดับพลังงานที่มีประจุน้อยกว่าคุณจะปลดปล่อยพลังงานส่วนเกินออกมา ในทางกลับกันเมื่อมันเปลี่ยนจากระดับพลังงานต่ำไปยังระดับที่สูงกว่ามันจะดูดซับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า
เนื่องจากแบบจำลองอะตอมนี้เป็นการดัดแปลงแบบจำลองรัทเทอร์ฟอร์ดลักษณะของนิวเคลียสกลางขนาดเล็กและมวลส่วนใหญ่ของอะตอมจึงยังคงอยู่ แม้ว่าวงโคจรของอิเล็กตรอนจะไม่แบนเหมือนดาวเคราะห์ แต่ก็อาจกล่าวได้ว่าอิเล็กตรอนเหล่านี้หมุนรอบนิวเคลียสในลักษณะเดียวกับที่ดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์
หลักการแบบจำลองอะตอมของบอร์
ตอนนี้เรากำลังจะวิเคราะห์หลักการของแบบจำลองอะตอมนี้ เป็นเรื่องเกี่ยวกับคำอธิบายโดยละเอียดของโมเดลดังกล่าวและการทำงาน
- อนุภาคที่มีประจุบวก มีความเข้มข้นต่ำเมื่อเทียบกับปริมาตรทั้งหมดของอะตอม
- อิเล็กตรอนที่มีประจุไฟฟ้าลบคืออิเล็กตรอนที่หมุนรอบนิวเคลียสในวงโคจรของพลังงาน
- มีระดับพลังงานของวงโคจรที่อิเล็กตรอนไหลเวียน พวกเขายังมีขนาดที่กำหนดดังนั้นจึงไม่มีสถานะกลางระหว่างวงโคจร พวกเขาแค่เปลี่ยนจากระดับหนึ่งไปอีกระดับหนึ่ง
- พลังงานที่แต่ละวงโคจรมีอยู่นั้นสัมพันธ์กับขนาดของมัน ยิ่งวงโคจรอยู่ห่างจากนิวเคลียสของอะตอมมากเท่าไหร่ก็ยิ่งมีพลังงานมากขึ้นเท่านั้น
- ระดับพลังงานมีจำนวนอิเล็กตรอนที่แตกต่างกัน ยิ่งระดับพลังงานต่ำเท่าใดก็จะมีอิเล็กตรอนน้อยลง. ตัวอย่างเช่นถ้าเราอยู่ในระดับหนึ่งจะมีอิเล็กตรอนมากถึงสองตัว ที่ระดับ 2 สามารถมีอิเล็กตรอนได้มากถึง 8 อิเล็กตรอนเป็นต้น
- เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากวงโคจรหนึ่งไปยังอีกวงโคจรพวกมันจะดูดซับหรือปล่อยพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า หากคุณเปลี่ยนจากระดับที่มีพลังมากขึ้นไปอีกระดับหนึ่งให้น้อยลงคุณจะปล่อยพลังงานส่วนเกินและในทางกลับกัน
รุ่นนี้ได้รับการปฏิวัติและพยายามสร้างความมั่นคงให้กับวัสดุที่รุ่นก่อนหน้านี้ไม่มี นอกจากนี้ยังมีการอธิบายสเปกตรัมการแผ่รังสีและการดูดซับที่ไม่ต่อเนื่องของก๊าซด้วยแบบจำลองอะตอมนี้ เป็นแบบจำลองแรกที่นำเสนอแนวคิดของการหาปริมาณหรือการหาปริมาณ ทำให้แบบจำลองอะตอมของบอร์เป็นแบบจำลองที่อยู่กึ่งกลางระหว่างกลศาสตร์คลาสสิกและกลศาสตร์ควอนตัม แม้ว่าจะยังขาดอยู่ แต่ก็เป็นแบบจำลองของสารตั้งต้นสำหรับกลศาสตร์ควอนตัมของSchrödingerและนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ในภายหลัง
ข้อ จำกัด และข้อผิดพลาดของแบบจำลองอะตอมของบอร์
ดังที่เราได้กล่าวไปแล้วโมเดลนี้ยังมีข้อบกพร่องและข้อผิดพลาดบางประการ ประการแรกไม่ได้อธิบายหรือให้เหตุผลว่าทำไมอิเล็กตรอนจึงต้องถูก จำกัด ไว้เฉพาะวงโคจรที่เฉพาะเจาะจง อนุมานโดยตรงว่าอิเล็กตรอนมีรัศมีและวงโคจรที่ทราบ อย่างไรก็ตามไม่เป็นเช่นนั้น ทศวรรษต่อมา หลักการความไม่แน่นอนของ Heisenberg หักล้างสิ่งนี้
แม้ว่าแบบจำลองอะตอมนี้จะสามารถสร้างแบบจำลองพฤติกรรมของอิเล็กตรอนในอะตอมของไฮโดรเจนได้ แต่ก็ไม่แน่นอนนักเมื่อพูดถึงองค์ประกอบที่มีจำนวนอิเล็กตรอนมากกว่า ก็เป็นรุ่นที่ มีปัญหาในการอธิบายเอฟเฟกต์ Zeeman ผลกระทบนี้เป็นสิ่งที่สามารถมองเห็นได้เมื่อเส้นสเปกตรัมถูกแบ่งออกเป็นสองเส้นขึ้นไปต่อหน้าสนามแม่เหล็กภายนอกและคงที่
ข้อผิดพลาดและข้อ จำกัด อีกประการหนึ่งของแบบจำลองนี้คือให้ค่าที่ไม่ถูกต้องสำหรับโมเมนตัมเชิงมุมของวงโคจรสถานะพื้น ข้อผิดพลาดและข้อ จำกัด ทั้งหมดที่กล่าวถึงทำให้แบบจำลองอะตอมของบอร์ถูกแทนที่ด้วยทฤษฎีควอนตัมในอีกหลายปีต่อมา
ฉันหวังว่าจากบทความนี้คุณจะสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับแบบจำลองอะตอมของ Bohr และการประยุกต์ใช้ในวิทยาศาสตร์ได้