Concetti Chiave
- Bohr ha proposto che l'elettrone nell'atomo di idrogeno viaggia solo in orbite circolari specifiche, chiamate orbite stazionarie, senza assorbire né emettere energia.
- Le orbite consentite per l'elettrone corrispondono a valori energetici quantizzati, con energia che aumenta all'aumentare della distanza dal nucleo.
- L'elettrone può passare a livelli energetici superiori solo assorbendo energia, e l'energia assorbita è pari alla differenza tra le orbite.
- Max Planck ha dimostrato che l'energia è quantizzata in pacchetti, descrivendo il corpo nero come un'entità che assorbe e emette energia in modo efficiente.
- La teoria di Stefan suggerisce che l'energia emessa da un corpo incandescente aumenta con la quarta potenza della temperatura, mentre Wilm afferma che la lunghezza d'onda massima emessa è inversamente proporzionale alla temperatura.
Orbite stazionarie e energia quantizzata
Modello proposto da Bohr per l'atomo di idrogeno:
1. l'elettrone percorre soltanto determinate orbite circolari chiamate orbite stazionarie. Quando un elettrone ruota su un orbita stazionaria non assorbe e non emette energia
2. All'elettrone sono permesse solo certe orbite a cui corrispondono determinati valori di energia. Quest'ultima è tanto più grande quanto più ampia è l'orbita, poiché l'energia potenziale dell'elettrone aumenta all'aumentare della sua distanza dal nucleo. L'elettrone può assumere i valori di energia corrispondenti alle orbite e permesse, per questo si dice che la sua energia è quantizzata
3.
Quali sono le transizioni energetiche e gli stati eccitati?
Per passare da un'orbita a un'altra di livello energetico più elevato l'elettrone assorbe energia
4. L'energia del fotone è messo ho assorbito corrisponde alla differenza di energia tra le due orbite. Il raggio r dell'orbita percorsa dell'elettrone, la sua velocità v e la sua energia totale E, non possono assumere soltanto un insieme di valori ben definiti. Il livello di energia più basso viene chiamato stato fondamentale, i livelli di energia superiore invece sono chiamati stati eccitati perché l'elettrone li può raggiungere soltanto se riceve una sufficiente quantità di energia.
Energia quantizzata e corpo nero
Plunk studia i corpi incandescenti (corpo nero), per esempio il ferro che incandescente arriva al calore bianco cioè emana luce bianca. Plunk dice che l'energia in natura è quantizzata, cioè divisa in pacchetti di piccolissime quantità. Ogni pacchetto contiene E= h v, con h=6,63 x 10 alla meno 34. Il corpo nero è un corpo incandescente che assorbe tutta l'energia dell'ambiente e si scalda.
Emissione di energia e temperatura
Stefan dice che è un corpo incandescente emette energia, in particolare che l'energia emmessa in una unità di tempo da un unità di superficie= E= σT^4.
Più un corpo è caldo più energia emette.
Wilm afferma che le stelle e il corpo nero emettono energia in modo tale che la lunghezza d'onda massima della quantità emessa è inversamente proporzionale alla temperatura.
Domande da interrogazione
- Qual è il concetto fondamentale delle orbite stazionarie secondo il modello di Bohr?
- Come avvengono le transizioni energetiche per un elettrone?
- Qual è la relazione tra temperatura ed emissione di energia in un corpo incandescente?
Secondo il modello di Bohr, l'elettrone può muoversi solo in orbite stazionarie specifiche, senza assorbire o emettere energia, e la sua energia è quantizzata, aumentando con l'ampiezza dell'orbita (come descritto nel testo).
Per passare a un'orbita di livello energetico superiore, l'elettrone deve assorbire energia, e l'energia del fotone assorbito corrisponde alla differenza di energia tra le orbite (come spiegato nel testo).
La legge di Stefan afferma che un corpo incandescente emette energia in proporzione alla quarta potenza della sua temperatura, quindi più un corpo è caldo, maggiore è l'energia emessa (come indicato nel testo).
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