7.ทฤษฎีอะตอมของโบร์

19.6  ทฤษฎีอะตอมของโบร์

         ก.  อิเล็กตรอนมีวงโคจรรอบนิวเคลียสเป็นชั้นๆ โดยในแต่ละวงโคจรจะมี

โมเมนตัมเชิงมุม ;      เมื่อ                         

 

ข.  เมื่ออิเล็กตรอนเปลี่ยนวงโคจรจะคายหรือดูดพลังงาน เป็น 1 ควอนตัม

                เมื่อ    คือ พลังงานของอิเล็กตรอนในวงโคจรก่อนเปลี่ยนแปลง

คือ พลังงานของอิเล็กตรอนในวงโคจรหลังเปลี่ยนแปลง

E    คือ  พลังงานที่อิเล็กตรอนได้รับ (E  เป็นลบ  เปลี่ยนวงโคจรจากวงในไปวงนอก)

พลังงานที่อิเล็กตรอนปล่อยออกมา (E  เป็นบวก  เปลี่ยนวงโคจรจากวงนอกไปวงใน)

จากทฤษฎีของโบร์ทำให้แสดงได้ว่า อะตอมไฮโดรเจน จะมี

1.  รัศมีอะตอม;

 

           2.  อัตราเร็วของอิเล็กตรอน ;

 

 

3.  พลังงานของอะตอม ;

 

 

ระดับพลังงาน  – 13.6  eV  เป็นระดับพลังงานของอิเล็กตรอนอะตอมไฮโดรเจนวงในสุด  เรียกว่า  สถานะพื้น (ground  state)  ถ้าอิเล็กตรอนอยู่ในระดับพลังงานสูงกว่าสถานะพื้นหรือในวงโคจรที่  n  2  เรียกสภาวะนี้ว่า สถานะกระตุ้น (excited  state)

สถานะพื้น (ground  state) คือ สถานะปกติของออะตอมซึ่งจะมีพลังงานระดับต่ำสุดค่าหนึ่ง  โดยปกติอิเล็กตรอนจะอยู่ในระดับพลังงานต่ำสุดค่านี้จนกว่าจะได้รับพลังงานจากภายนอกมากพอจึงจะขึ้นไปอยู่ในระดับพลังงานที่สูงกว่า

สถานะกระตุ้น (excited  state)  คือสภาพของอะตอมที่มีอิเล็กตรอนอยู่ในระดับพลังงานสูงกว่าสถานะพื้น

อะตอมปกติอิเล็กตรอนจะมีพลังงานอยู่ใน สถานะพื้น (ground  state)  เมื่ออิเล็กตรอนได้รับพลังงานจากภายนอกที่เหมาะสมจะขึ้นไปอยู่บนวงโคจรใหม่ตามระดับขั้นของพลังงาน เรียกว่า  สถานะกระตุ้น (excited  state)  ทันที  (อิเล็กตรอนจะปฏิเสธการรับพลังงานที่มีปริมาณน้อยหรือเกินกว่าความเหมาะสมของขั้นพลังงาน)  อิเล็กตรอนจะอยู่ในสถานะกระตุ้นไม่ได้และจะกระโดดกลับลงมาที่สถานะพื้น  โดยปล่อยควอนตัมของพลังงานออกมาที่มีความถี่และความยาวคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าต่างๆ  กัน

สเปกตรัมของอะตอมไฮโดรเจน จะเกิดจากการเปลี่ยนวงโคจรของอิเล็กตรอน   คำนวณได้จากความ สัมพันธ์จากสูตร

 

หรือใช้สูตร  Δ E  (หน่วยเป็น eV.)  กับ  λ   (หน่วยเป็นนาโนเมตร)  จากสูตร