ГЛАВА 36. АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА

А поскольку энергия ионизации электрона в атоме водорода составляет 13,6 эВ¹, то формула энергии электрона в водородоподобном ионе может быть записана так

Поэтому при переходе с уровня с n = 3 на уровень n = 2 излучается энергия

Откуда находим, что Z = 2, т.е. рассматриваемый элемент — гелий.

Основное положение теории Бора — существование разрешенных орбит — было всесторонне подтверждено экспериментально. Особенно наглядное подтверждение теории Бора дали опыты немецких физиков Дж. Франка и Г. Герца (1913–1916). Суть этих опытов такова. Поток электронов, энергию которых можно изменять, попадает в сосуд, содержащий пары ртути. По мере увеличения энергии электронов увеличивается электрический ток, связанный с их движением. Когда же энергия электронов оказывается равной определённым значениям (4,9 эВ, 9,8 эВ или 14,7 эВ), ток резко падает. Одновременно можно обнаружить, что пары ртути испускают ультрафиолетовые лучи определённой частоты. Изложенные факты допускают только одно истолкование — у атома есть определенная внутренняя энергия, причем эта энергия может изменяться только определенными порциями. Действительно, пока энергия электронов меньше 4,9 эВ, электроны при столкновении с атомами ртути не теряют энергии, а внутренняя энергия атома не изменяется при столкновениях. Когда же энергия электронов оказывается равной 4,9 эВ, они при столкновениях передают свою энергию атомам ртути. В результате внутренняя энергия атомов ртути увеличивается на 4,9 эВ, как говорят, атом переходит в возбужденное состояние. Через некоторое время происходит обратный переход, и атом отдает полученную энергию в виде фотонов ультрафиолетового излучения. Опыты Франка-Герца доказали, что внутренняя энергия атома может иметь только определенные разрешенные значения, и что атом поглощает энергию извне и испускает ее только определенными порциями, равными разности энергий разрешенных орбит.

¹ эВ — электрон-вольт — единица измерения энергии в атомной и ядерной физике. 1 эВ = 1,6·10^-19 Дж.