Elektromagnetismoa

Partikula kargatuen
mugimendua

Kargak jasandako 
indarrak

 Bohr-en atomoa

Osziloskopioa

Haziak banatzea

Motore ionikoa

Azeleragailu lineala

Karga/masa erlazioa
neurtzea

Oinarrizko karga-
unitatea neurtzea

Masen
espektrometroa

Ziklotroia

E eta B elkarren
perpendikularrak

Saiakuntza

Atomo baten tamaina 10^-9 metro ingurukoa da. Nukleo bat du, erlatiboki astunagoa eta 10^-14 metro ingurukoa, eta nukleoaren inguruan elektroiak mugitzen dira. Elektroi bakoitzaren karga –e (1.6 10^-19 C), eta masa m_e (9.1·10^-31 kg).

Nukleoan protoiak eta neutroiak daude. Protoien kopurua eta elektroiena (Z) berdinak dira atomo neutro batean. Protoiaren masa, eta neutroiarena ere, elektroiarena baino 1850 bider inguru handiagoak dira, beraz, atomo osoaren masa ia-ia nukleoarena da.

Hala ere, elektroiak izaten dira atomo baten ezaugarri atomiko askoren erantzuleak, eta materiaren ezaugarri makroskopikoetan eragin handia dute.

Elektroiek nukleoaren inguruan duten higidura azaltzeko, nukleoaren eta elektroien arteko elkarrekintza elektrikoa kontsidera daiteke (elkarrekintza grabitatorioa arbuiagarria da).

Demagun elektroi bi elkarrengandik d distantziara eta konpara ditzagun kargen arteko  aldarapen indar elektrikoa eta masen arteko erakarpen indar grabitatorioa.

Zatiketa horrekin argi dago elkarrekintza grabitatorioa arbuiagarria dela elkarrekintza elektrikoarekin konparatuta.

Bohr-en eredu atomikoa

Bohr-en eredu atomikoa oso sinplea da eta Copernicoren eredu planetarioaren antzekoa, alegia planetak eguzkiaren inguruan orbita zirkularrak deskribatzen. Elektroi batek ere atomo batean (edo ioi hidrogenoide batean) orbita zirkularrak deskribatzen ditu, baina erradioak ezin dira edozein izan.

Demagun atomo bat edo elektroi bakarreko ioi bat. Nukleoak Ze karga du eta, masa handia duenez, geldi dagoela kontsidera daiteke.

Elektroiak orbita zirkularra deskribatzen badu, r erradioduna, higidura zirkular uniformearen dinamika aplikatu behar zaio.

Bohr-en ereduan orbita posibleak soilik dira momentu angeluar kuantizatua dutenak:

n zenbaki osoa da eta zenbaki kuantikoa deritzo, eta h Planck-en konstantea 6.6256·10^-34 J·s.

Hortaz, orbita posibleen erradioak hauek dira:

hemen a₀ konstanteari Bohr-en erradioa deritzo, eta justu hidrogeno-atomoaren elektroiaren orbitaren erradioa da, oinarrizko egoeran dagoenean, alegia Z=1 eta n=1.

Energia totala hau da:

Orbita zirkular batean, E energia totala energia potentzialaren erdia da.

eta elektroiaren energia handitu egiten da n zenbaki kuantikoarekin.

Lehen kitzikatze-energia da, atomo bat bere oinarrizko egoeratik lehen egoera kitzikatura (baxuenera) eramateko eman behar zaion energia. Oinarrizko egoeraren energia n=1 ekin lortzen da, E₁= -13.6 eV  eta lehen egoera kitzikatuarena n=2, E₂= -3.4 eV. Ohikoa da energiak elektroi-Volta-tan adieraztea (1eV=1.6 10^-19 J).

Eta elektroia lehen egoera kitzikatutik oinarrizko egoerara pasatzen denean erradiazioa igortzen du, honako frekuentziaz:

Saiakuntza

Applet honetan Bohr-en ereduaren ezaugarri nabarmenenak erakutsi nahi dira:

• Atomoa edo ioi hidrogenoidea aukeratzen da (elektroi bakarra). ...Atomoa laukian.
• Elektroiaren energia-maila idazten da: n zenbaki osoa, Geruza izeneko laukian.

Hasi botoia sakatzen da.

Elektroiaren higidura erakusten da eta bere energia (eV-tan) eta erradioa (angstrom-etan) kalkulatzen dira.

Ariketa gisa, irakurleak berak kalkula ditzake zenbait orbitaren erradioak eta energiak, bai Hidrogeno atomoan zein aukerako ioi hidrogenoidean.

Datuak:

atomoa, edo ioi hidrogenoidea	zenbaki atomikoa Z
Hidrogenoa	1
Helioa	2
Litioa	3
Berilioa	4
Boroa	5
Karbonoa	6
Nitrogenoa	7
Oxigenoa	8

Elektroiaren karga e=1.6·10^-19 C, masa m_e=9.1·10^-31 kg

Planck-en konstantea h=6.6256·10^-34 J·s,  1/(4πε₀)   =9·10⁹

Energia-unitateen arteko aldaketa, 1eV=1.6 10^-19 J, luzera-unitatea angstrom bat 10^-10 m