Tímarit Verkfræðingafélags Íslands - 01.08.1925, Page 5

TÍMARIT V. F. 1. 1925.
31
þær sjer í flokka mismunandi langt frá kjamanum,
ems og síðar skal lýst verða. Brautirnar liggja ekki
í sama fleti. Einföldust er vetnisfrumeindin, kjarnj
með aðeins eina rafeind. Rafeindin er ekki altaf i
sömu braut. þær eru hugsaðar margar, sem hún get-
ur fluzt á milli, og fjarlægð þeirra frá kjarnanum
er mismunandi. þegar rafeindin er í instu braut-
ínni* 1 1 * 3), er atómið í sínu eðlilega ástandi, og orka
atómsins er þá það minsta, sem getur verið.
Ef rafeindin á að geta komist í ytri braut, þarf utan-
aðkomandi orku, og því meiri, sem hún á að komast
lengra frá kjarnanum. Sje rafeindin komin í ein-
hverja af hinum ytri brautum, hefir hún tilhneigingu
til að leita inn á við aftur. Sú orka, sem hún hafði
áður tekið á móti við flutninginn út á við, leysist þá
aftur úr læðingi og kemur fram sem rafsegulöldur,
eða með öðrum orðum ljósgeislar. Einmitt frá þess-
minst á það, sem hjer á undan hefir sagt verið um
sveiflutölu ljósgeislanna og sambandið milli litar og
sveiflutölu. þar hefir verið skýrt frá, að blátt ljós
þarf meiri sveiflutölu eða meiri öldufjölda á sekúndu
en rautt ljós. Bohr segir nú, að sveiflutalan, eða
með öðrum orðum litur ljóssins, ákvaiðist af því, hve
mikla orku atómið gefi frá sjer við flutning rafeind-
anna milli brauta, og sveiflutalan finnist eftir formúl-
unni.
Et-—E2 = h . v.
I-Ijer er v sveiflutalan, h. er svonefndur Plancks
Konstant, E, orkuinnihald frumeindarinnar áðui
en rafeindin hefur göng'u sína úr ytri braut í
innri og E2 orkuinnhald hennar, þegar göng-
unni er lokið. Af formúlunni sjest, að því meiri mun-
ur sem er á E^ og E2, því stærra verður v, það þýðir
að sú lína, sem myndast við flutning rafeindarinnar,
fta/snrr -,)rrte
'r> »oo5 x J 9
Lvman Srrtc
2 j f 5 6roo nr
,14 1 222 2
1
j mynd.
V * S.290 !0 a/JL - -V,)
\/n*t* (n
um sömu geislum getur atómið fengið orku þá, sem
þarf til flutnings rafeindarinnar út á við.
Áður höfðu menn hugsað sjer, að rafsegulöldur
þær, sem mynda ljósið, stöfuðu af hreyfingu rafeind-
anna um einhvern jafnvægisdepil í atómunum
eða hreyfingu í vissum brautum, en Bohr segir, að
Ijósöldurnar myndist við flutning rafeindar úr ytri
braut í innri. Flutningur milli ákveðinna brauta gef-
ur ákveðna línu í litrófi viðkomandi efnis. Eldri raf-
eindakenningin gat í raun og veru ekki skýrt þetta
fyrirbrigði, þ. e. myndun fastra Iína í litrófum efn-
anna.
Nú mun margur spyrja, hvað er þá það, sem ræð-
ur lit ljóssins? í sambandi við þá spurningu skal
1) þvermál þessarar brautar er c. 3 tíumiljónustu af mm.
Væru 10 milj. atóm lögð í óslitna röð næðu þau aðeins yfir
3 mm. þvermál flestra atóma, er álíka og vetnisat-
ómsins. Stærsta atómið (Cæsium) er að þverm. hjer um
bil helmingi meira en vetnisatómið. Minsta atómið e.r í
kólefni, þegar það er sem demant. þvermálið er þá ca. ~/a
af þvermáli vetnisatómsins. það sjest á þessu að atómin
eru öll mjög svipuð að stærð. Hinsvegar eru kjarnastærð-
irnar mjög mismunandi. Stærsti kjarninn or talinn ca.
1000 sinnum stærri en sá minsti. Kjarnastærðin er litil í
samanburði við atómsstærðina. þvermál kjamans í meðal-
stóru atómi er talinn hjer um bil miljónasti hluti af þver-
máli atómsins. Til samanburðar má nefna, að þvermál
ystu plánetubrautarinnar í sólkerfi voru er ca. 6500 sinn-
um þvermál sólarinnar. Bilið milli atómkjarna og ystu
ráfeindar atóms er því tiltiilulega miklu meira en bilið
milli sólar og ystu reikistjörnu hennar.
liggur því nær bláa enda litrófsins, sem orkumissir-
inn er meiri. Til þess að mynda bláa geisla þarf því
meiri orku en til þess að mynda rauða.
það sem sjerstaklega vekur eftirtekt er það, að
orkuinnihald atómsins getur aldrei breyzt um
meira eða minna en h . v, hvort heldur atómið tekur
á móti orku eða gefur frá sjer. Hún breytist í stökk-
um. það er þar sem „Kvanteteori“ Plancks kemur
fram.
Af því að skýring á litrófum efnanna er eitt af því
helsta, sem Bohr hefir notað til stuðnings kenningu
sinni, er ástæða til að athuga þetta dálítið nánar, og
verður þá best að taka litróf vetnisins sem dæmi,
með því að það er einfaldast og hefir oi'ðið best
skýrt.
Litróf vetnisins er sýnt á 1. mynd. í því eru línur
með ýmsum litum. Sjerhver af þessum línum er
mynduð af rafsegulöldum (ljósgeislum) með ákveð-
inni sveiflutölu og maður segir líka að línurnar hafi
tiisvarandi sveiflutölur.
það er alllangt síðan menn komust að því að
að sveiflutala línanna í litrófi vetnisins væri reglu-
bundin, þannig, að hún fylgdi fonnúlunum,
v1) er eins og áður sveiflutalan, K ákveðin tala (Ryd-
bergs Konstant) og n og m heilar tölur. Setji maður
t. d. n = 1 og m = 2, 3 o. s. frv. fæst sveiflutalan
fyrir línur, sem liggja í útfjólubláa hluta litrófsins
ij v e.r haft i greininni á nokkrum stöðum i stað griska
stafsins v