[ صفحه اول ] [ صفحه2 ] [ صفحه 3 ] [ صفحه 4 ] [ صفحه 5 ] [ صفحه 6 ] [ پاسخ به سوالات ]

 الگوي اتمي بور

بور الگويي را براي اتم هيدروژن که يک الکترون دارد، در چهار اصل زير بيان کرد:

1- الکترون تنها روي مدارهاي دايره اي با شعاع هاي معيني حرکت مي کند. اين مدارها «مدارهاي مانا» ناميده مي شوند. انرژي الکترون روي مدار مانا با شعاع r  به صورت زير محاسبه مي شود:

نيروي ربايشي بين الکترون و هسته

 نيروي مرکز گراي الکترون    که  

 2- الکترون در حين حرکت روي يک مدار مانا، بر خلاف نظريه ي الکترومغناطيسي کلاسيک، تابشي گسيل نمي کند. در اين وضعيت مي گوييم الکترون در يک «حالت مانا» است.

 3- شعاع مدارهاي مانا مقدارهاي مشخص گسسته اي مي توانند داشته باشند. اگر شعاع اولين مدار را a0 در نظر بگيريم شعاع هاي مجاز از رابطه ي زير به دست مي آيند.

که در آن n يک عدد صحيح است.

 کوچکترين شعاع مدار الکترون در اتم هيدروژن از رابطه ي زير بدست مي آيد:

h ثابت پلانک، K ثابت کولن ، e بار الکترون و m  جرم الکترون است.

مقدار انرژي الکترون در مدار مجاز nام برابر است با

E_n=-(2π²mk²e⁴)/h² *(1/n²)           n=1,2,....

به اين ترتيب الکترون تنها مجاز است انرژي اي برابربا يکي از مقدارهايي که از رابطه ي بالا به دست مي آيد داشته باشد. هر يک از اين مقدارهاي مجاز را يک تراز انرژي مي نامند.

4- الکترون تنها هنگامي مي تواند تابش الکترو مغناطيسي گسيل کند که از يک حالت مانا با انرژي به حالت ماناي ديگري با انرژي کمتر برود، يا به عبارت ديگر از يک تراز انرژي بالاتر به يک تراز انرژي پائين تر برود. در اين صورت انرژي فوتون موج الکترومغناطيسي گسيل شده برابر اختلاف انرژي بين دو تراز است، يعني

اين مقدار انرژي ( را يک ريدبرگ مي نامند.

الکترون اتم هيدروژن در n=1 در حالت پايه قرار دارد. مدارهاي با انرژي بالاتر را حالت هاي برانگيخته مي نامند( n= 2 , 3 , …)

 انرژي بستگي الکترون

انرژي اي است که اگر به اتم هيدروژن در حالت پايه داده شود از قيد هسته رها مي شود و انرژي آن برابر صفر مي شود. اين انرژي برابر 13.6 الکترون ولت است، زيرا انرژي الکترون در مدار اول بور برابراست با:

E=-13.6 ev

آشنايي با ليرز

هر گاه اتم در حالت برانگيخته باشد با گسيل يک فوتون به حالت پايين تر مي رود. اين برهم کنش «گسيل خود به خود » نامديه مي شود و آن را به صورت زير نمايش مي دهيم:

اتم*<---- فوتون + اتم

انرژي فوتون گسيل شده برابر اختلاف انرژي بين دو تراز اتمي است يعني :

DE=E₂-E₁=hn

نوع ديگري از برهم کنش فوتون با اتم، که اساس کار ليرز به شمار مي آيد «گسيل القايي» است. در اين برهم کنش ، اتم ابتدا در حالت برانگيخته است. آنگاه يک فوتون با انرژي hv که برابر اختلاف انرژي دو تراز اتم است، اتم برانگيخته را وا مي دارد تا با گسيل يک فوتون ديگر با همين بسامد، به حالت پايين تر، برود. اين برهم کنش را به صورت زير نمايش مي دهيم.

2فوتون + اتم <--- فوتون + اتم*

هر گاه فوتوني با انرژي مناسب به مجموعه اي از اتم هاي يکسان برانگيخته فرود آيد،سبب گسيل القايي يک فوتون هم جهت، هم فاز و هم انرژي با فوتون فرودي مي شود. به اين ترتيب کاملاً مشابه بوجود مي آيند. اينک هر يک از اين دو فوتون باعث فرايند گسيل القايي ديگري مي شوند و تبديل به چهار فوتون کاملاً مشابه مي شوند و اين چهار فوتون باعث گسيل القايي چهار اتم ديگر مي شوند و ....

به اين ترتيب فوتون هاي هم جهت، هم فاز و هم انرژي يک باريکه ي شديد تشکيل مي دهد که اين باريکه را باريکه ي ليزري مي نامند.