Hóa Lí căn bản - Phần 9

THUYẾT LƯỢNG TỬ VÀ MẪU BOHR

Mẫu Rotherford đã thiết lập nền tảng cho bức tranh mô hình của nguyên tử. Tuy nhiên, nó không cho biết điều gì về vị trí của các electron và cách chúng được sắp xếp xung quanh hạt nhân.

Rutherford nhận ra rằng các electron quay xung quanh hạt nhân. Nhưng theo các định luật cổ điển của vật lí học thì một electron chuyển động trong một trường lực giống như trường lực của hạt nhân, thì nó giải phóng bức xạ và dần dần tiến vào trong hạt nhân. Như vậy, mẫu Rutherford không lí giải được tại sao các electron không rơi vào trong hạt nhân.

Niels Bohr, một nhà vật lí lỗi lạc người Đan Mạch, đã chỉ ra rằng các định luật cũ kĩ của vật lí học đúng là không hoạt động trong thế giới dưới hiển vi của nguyên tử. Ông đã nghiên cứu chặt chẽ hành trạng của các electron, các bức xạ và quang phổ nguyên tử. Vào năm 1913, Bohr đề xuất một mẫu nguyên tử mới dựa trên lí thuyết lượng tử hiện đại của năng lượng. Với mô hình lí thuyết của ông, ông đã có thể giải thích tại sao một electron quay xung quanh không rơi vào trong hạt nhân và quang phổ nguyên tử được gây ra như thế nào bởi bức xạ phát ra khi các electron chuyển từ một quỹ đạo này sang quỹ đạo khác. Vì thế, để hiểu được lí thuyết Bohr của cấu trúc nguyên tử, điều trước tiên là chúng ta nên làm quen với bản chất của bức xạ điện từ và quang phổ nguyên tử, cũng như lí thuyết lượng tử năng lượng.

Bức xạ điện từ

Năng lượng có thể được truyền qua không gian bởi các bức xạ điện từ. Một số dạng năng lượng bức xạ là sóng vô tuyến, ánh sáng nhìn thấy, tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X và các bức xạ gamma.

Các bức xạ điện từ được gọi tên như thế bởi vì chúng gồm các sóng có tính chất điện và từ. Một vật phát ra các sóng năng lượng khi các hạt của nó chuyển động lên xuống hay dao động liên tục. Một hạt đang dao động như thế gây ra một nhiễu loạn liên tục tạo nên một sóng. Một sóng truyền năng lượng từ một vật đang dao động đến một nơi xa. Sóng truyền đi theo hướng vuông góc với chuyển động dao động của vật.

Hình 1.12 Minh họa chuyển động sóng gây ra bởi một nguồn đang dao động

Các sóng giống như sóng điện từ được gây ra khi một hòn đá được ném vào một hồ nước. Hòn đá làm cho các phân tử nước dao động lên xuống và truyền năng lượng của nó dưới dạng sóng trên mặt nước. Những sóng này được thấy lan đi đến bờ hồ.

Một sóng có thể được tạo ra bởi sự dịch chuyển thật sự của các hạt môi trường như trong trường hợp sóng nước hoặc sóng âm. Tuy nhiên, các sóng điện từ được tạo ra bởi sự chuyển động tuần hoàn của các hạt tích điện. Như vậy chuyển động dao động của các electron sẽ gây ra một đoàn sóng điện trường dao động và một đoàn sóng từ trường dao động. Những sóng điện từ này truyền qua không gian trống rỗng với tốc độ hay vận tốc ánh sáng.

Hóa Lí Căn Bản - Arun Bahl, B.S. Bahl, G.D. Tuli
Phần tiếp theo >>

Bài trước | Bài kế tiếp