2
5.1) Giriş 5.2) Atom Spektrumları 5.3) Balmer-Rydberg Formülü 5.4) Klasik Atom Kararsızlığı 5.5) Bohr'un Atom Spektrumu Açıklaması 5.6) Hidrojen Atomunun Bohr Modeli 5.7) Bohr Atomunun Özellikleri 5.8) Hidrojen Türü İyonlar 5.9) X-ışınları Spektrumu ve Moseley Yasası 5.10) Frank-Hertz Deneyi
3
5.2) ATOM SPEKTRUMLARı Gaz içinden beyaz ışık geçirildiğinde, gaz atomlarının özelliğindeki bazı dalga boyları beyaz ışıktaki bazı dalga boyları ile örtüşüp gaz tarafından bu dalga boylarındaki ışık soğurulacaktır.Prizmadan geçtiğinde soğurma spektrumu elde edilir.Aynı gaz yeterince ısıtıldığında ise ışık salınımı gerçekleşir.Yayınlanan bu ışığın dalga boyları ile gaz tarafından soğurulan ışığın dalga boyları eşittir. Yayınlanan bu ışık da prizmadan geçirildiğinde karanlık bir geri plan önünde parlak çizgiler gözlemlenir ve buna da ışıma spektrumu denir.
5
5.3) BALMER-RYDBERG FORMÜLÜ Balmer, Hidrojen spektrumundaki çizgilerle n kuantum sayısı arasındaki ilişkiyi formül ile açıklamıştır. Rydberg ise Balmer'in formülünü geliştirerek, Hidrojen spektrumundaki tüm çizgilerin frekanslarının hesaplanabildiği aşağıdaki formülü türetmiştir. Buna Balmer-Rydberg Formülü denir. Bu denklem Hidrojen atomunun soğurduğu veya saldığı fotonların enerjilerini verir.
7
5.4) KLASIK ATOMUN KARARSıZLıĞı Açısal momentumu koruyabilmek için dönüş frekansı giderek artar ve yayımlanan ışının frekansı değişir.??Halbuki, ışıma spektrumlarındaki çizgiler sabit frekanslıdır. Yörünge yarıçapının azalmasını da kısaca hesaplayacak olursak, elektronların 10 üzeri -11 saniye sonra çekirdeğe düşeceği ortaya çıkar. Bu sonuca göre bildiğimiz kararlı atomlar var olamaz. Rutherford'un atom modeli kararlı bir dengede olamıyordu. Elektronlar elektrik yükü taşıdıkları için, yörünge hareketleri sırasında merkezcil ivme nedeniyle elektromangetik dalga yayınlarlar.Bu da elektronun giderek enerji kaybetmesine ve yörünge yarıçapının azalmasına yol açar
8
5.5) BOHR'UN ATOM SPEKTRUMU AÇıKLAMASı http://www.youtube.com/watch?v=LQpFziQKW-4 Niçin enerji ışımadığını açıklayamıyor. Atomik denge problemini çözebilmek için Bohr klasik mekaniği değiştirdi. Klasik Mekaniğe göre sınırsız elektron yörüngeleri arasında sadece kesikli 1 yörünge kümesinin kararlı dengede olduğuydu.Yörüngeler kesikli değerler alabildiği için E'leri de kesikli olmalı yani atomdaki elektron enerjileri kuantalanmış oluyordu.Yani klasik elektromangetik teoriye göre de atomun sürekli enerji kaybetmesi önlenmiş oluyordu.BOHR'un Postülası aşağıdaki gibidir: Böylece,soğrulan ve ışınan foton enerjilerininneden eşit olduğuda açıklanmış oluyor.
13
5.9) X-ıŞıNLARı SPEKTRUMU VE MOSELEY YASASı http://www.youtube.com/watc h?v=_QTTaN_qr-M Moseley, X-ışını spektrumundaki piklerin, tüpteki anot malzemenin karakteristik frekanslarına nasıl bağlı olduğunu açıkladı.
16
Anot akımının(I), U2 hızlandırıcı gerilime göre değişimi incelenirse şekildeki gibi bir grafik elde edilir ve bu grafik civa atomu için Frank-Hertz Eğrisi denir. Grafikte ardışık tepeler arası eşittir.İki tepe değeri arasındaki fark bize civa atamu için uyarılma potansiyelini verecektir.Uyarılma potansiyelinden yararlanılarak uyarılma enerjisi hesaplanır. Örneğin, grafikte iki tepe arası 5 V olarak elde edilmişse, deneysel olarak bulunan uyarılma potansiyeli 5 V’ tur. Uyarılma enerjisi ise 5 eV veya 5×1.6×10- 19=8.0×10-19 Joule’ dür. Grafikte ardışık tepelerin sayısı elektronun civa atomları ile yaptığı esnek olmayan çarpışma sayısına eşittir. Deney, U1 gerilimi 0'dan farklı bir değerle yapılırsa, elde edilecek olan I-u2 grafiğinin biçimi değişmezdi, sadece akım değerleri artardı. Grafikte bulunan uyarılma potansiyeli yine aynı olurdu. U3 durdurucu gerilimi, daha yüksek bir değerde tutulursa, Frank-Hertz eğrisindeki maksimum ve minumumlar daha iyi tanımlı olur.