طيف الانبعاث الخطي لذرة الهيدروجين
عند تمرير تيار كهربائي في أنبوب به غاز تحت ضغط منخفض ، فإن الطاقة الكامنة لدى ذرات الغاز تزداد ، أي أن طاقة الذرة اصبحت أعلى من المستوى الاعتيادي .
وهنا تصبح الذرة في حالة استثارة . و لكن عند العودة من حالة الاستثارة إلى المستوى الأرضي فلا بد أن تفقد الطاقة التي اكتسبتها ، فإنها تفقدها على شكل أشعة كهرومغناطيسية مما ينتج أضواء ملونة.
و عندما قام الباحثون بتمرير هذا التيار في أنبوب به غاز هيدروجين تحت ضغط منخفض ، فإنهم لاحظوا انبعاث توهجات زهرية اللون ، و عندما قاموا بتمرير شعاع من هذا الضوء المنبعث خلال منشور زجاجي ، فإنه تحلل إلى مجموعة موجات من الضوء المرئي ذات ترددات و أطوال موجية محددة . حيث أن حزم الضوء المنبعثة هي طيف الانبعاث الخطي .
و تبعاً للنظرية الكلاسيكية فإن ذرة اهيدروجين يمكن أن تستثار باي كمية من الطاقة ، و هذا يعني أنها يجب أن تبعث سلسلة من طيف مستمر ، و لكن ما وجده العلماء هو انبعاث ترددات محددة من الضوء ، و لتفسير ذلك قام العلماء بعدد من التجارب ، فاكتشفوا أن ذرة الهيدروجين عندما تعود من حالة الاستثارة إلى الأرضي فإنها تفقد فوتوناً يكون مساوياً للفرق بين مستوى الطاقة الأول و الثاني .
و هذا يعني أن الفوتون الذي يشع لأنه محدد بين كمية معينة من الطاقة بين الستويين ، فهو ترددات و أطوال موجية محددة . و الذي قاد بدوره إلى أن الفرق بين مستويات طاقة الهيدروجين هو فرق محدد . أي أن الالكترون موجود فقط في مستويات ذات طاقة محددة .
نموذج بور لذرة الهيدروجين :
لقد اقترح بور نموذجاً لذرة الهيدروجين يربط بين الالكترونات و الفوتونات .
فبحسب هذا النموذج إن الكترونات الهيدروجين تدور حول النواة الذرة في مستويات طاقة محددة ، أي أن للذرة طاقة محددة و ثابتة . فكلما اقترب الالكترون من النواة تكون الذرة في مستوى الطاقة الأدنى و كلما ابتعدنا عن النواة كلما زادت الطاقة ، علماً بأنه بين كل مستوى و آخر منطقة فسيحة تخلو من الالكترونات . فهي أشبه بالسلالم .
فكيف فسرت نظرية بور الطيف الخطي لذرة الهيدروجين ؟
عندما يكون الكترون في أي مستوى فإنه لا يستطيع أن يفقد أو يكتسب طاقة ، بل يبقى في مداره ثابتاً ، و لكن عند استثارته فإنه يكتسب طاقة فينتقل من مستوى الطاقة الأدنى إلى الأعلى .
و عند عودته يفقد هذه الطاقة التي قد كان اكتسبها و هي مساوية للفرق بين طاقتي المستويين على شكل فوتون ، فيعود الالكترون للمستوى الأرضي .
منقول
بالتوفيق دائما…