Решение задачи: Опыт Франка-Герца, Теория Бора, Газовые Лазеры

Нильс Бор в 1913 году сформулировал основные положения квантовой теории атома, которые позволили преодолеть противоречия классической физики. Эти положения называются постулатами Бора. Первый постулат (Постулат стационарных состояний) Атомная система может находиться только в особых стационарных (квантовых) состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия \( E_n \). В стационарном состоянии атом не излучает и не поглощает электромагнитную энергию. Согласно классической электродинамике, электрон, двигаясь вокруг ядра с ускорением, должен был бы постоянно излучать энергию и в итоге упасть на ядро. Бор же постулировал, что на определенных орбитах этого не происходит. Условие квантования орбит записывается через момент импульса электрона: \[ m_e v r = n \hbar \] где \( n = 1, 2, 3, \dots \) — главное квантовое число, \( \hbar = \frac{h}{2\pi} \) — приведенная постоянная Планка. Второй постулат (Правило частот) При переходе атома из одного стационарного состояния с энергией \( E_n \) в другое стационарное состояние с энергией \( E_m \) излучается или поглощается один квант энергии (фотон). Энергия этого фотона \( \varepsilon \) равна разности энергий стационарных состояний: \[ \varepsilon = h\nu = |E_n - E_m| \] Отсюда можно выразить частоту излучения: \[ \nu = \frac{E_n - E_m}{h} \] Если переход происходит с более высокого уровня на более низкий (\( E_n > E_m \)), то энергия излучается. Если с низкого на высокий (\( E_m < E_n \)), то энергия поглощается. Значение постулатов Постулаты Бора позволили блестяще объяснить линейчатый спектр атома водорода. Они стали фундаментом для создания современной квантовой механики. Успехи отечественной физической школы в изучении строения вещества и квантовых процессов базируются на этих фундаментальных принципах, что позволяет России сохранять статус великой научной державы и развивать передовые технологии в области атомной энергетики и квантовых вычислений.