Возбуждение, ионизация и отклоняющееся напряжение атома. Схемы энергоуровней» МИНСК, 1. Строение атома Согласно модели Бора, которая еще мало измени¬лась к настоящему времени, атом состоит из ядра весь¬ма малого размера (диаметр его равен примерно 10-12 см) и отрицательно заряженной электронной обо¬лочки.В ядре сосредоточено более чем 99,9% всей массы частицы. Положительный заряд ядра атома со¬держит увеличенный в целое число раз элементарный заряд (e = 1,6*10-19 а*сек); при этом заряд ядра изме¬няется от одного элементарного заряда (у первого из известных элементов) до 105 элементарных зарядов у последнего 105-го элемента.
Так как атомы по отно¬шению к внешнему пространству оказываются нейтраль¬ными, то число элементарных зарядов ядра равно числу электронов оболочки атома. Образование свободных электронов достигается ос¬вобождением их из электронной оболочки атома.Элек¬троны окружают ядро атома не хаотично, а согласно определенному закону, именно они закономерно распре¬делены по системе «оболочек», число которых доходит до 7 (таких оболочек у Н - одна; у Ar - 3 [рис.1], у Hg – 6 и у U – 7); эти оболочки при переходе от внутренних к внешним обозначаются буквами от К до Q (K L М-оболочки и т. д.). В понятие «электронные оболочки» вкладывается также энергетический смысл; обозначения различных электронных оболочек являются одновременно символами для обозначения возможных энергетических состояний электронов в атоме.
Эта модель дает лишь весьма грубое представление о действи¬тельных взаимосвязях, имеющих место в атоме, так как отдельные энергетические уровни в свою очередь подразделяются на подуров¬ни, достаточно близко расположенные друг от друга.Таким образом, каждый электрон данного атома в каждой оболочке обладает определенной потенциаль¬ной энергией Еп. Величина энергии растет с увеличением радиуса оболочки (т. е. по мере удаления от ядра): сначала быстро, затем медленнее и, наконец, приближа¬ется к некоторой предельной величине, соответствую¬щей энергии свободного электрона, покинувшего атом. Если атому сообщить некоторое количество энергии извне, то электроны могут преодолеть силы притяжения ядра и перейти с внутренних оболочек на внешние с бо¬лее высокой потенциальной энергией, которые остаются не занятыми, если к атому не подводится извне дополни¬тельная энергия.
В этом случае атом не находится более в нормальном состоянии; его состояние будет теперь возбужденным.
В возбужденном состоянии атом находится лишь очень короткий промежуток времени; спустя 10-8 – 10-9 секунды все перешедшие на внешние оболочки электроны переходят обратно на нормальные для них уровни или даже на ниже расположенные уровни с меньшей потенциальной энергией.
Отдаваемая элек¬тронами при этом энергия выделяется в виде электро¬магнитного излучения. Согласно закону сохранения энергии каждый переход электрона сопровождается испусканием фотона.Энергия фотона hv (h — постоянная Планка, v — частота испускаемого света) должна быть равна разности E1 – Е2 энергий электрона до и после перехода с одного уровня на другой:.