Многоэлектронные атомы (стр. 2 из 2)

Закон Мозли и эффект экранирования ядра

Мозли (1913) установил простой закон, связывающий частоты спектральных линий с атомным номером испускающего их элемента:

= С(z - )

Закон Мозли можно сформулировать следующим образом: корень квадратный из частоты является линейной функцией атомного номера. Константа

сохраняет своё значение в пределах одной и той же серии для всех элементов, но меняется при переходе от одной серии к другой. По измерениям Мозли = 1 для К-серии и = 7,5 для L-серии. Константа С имеет своё значение для каждой линии, одинаковое, однако, для всех элементов.

Зависимость, установленная Мозли, позволяет по измеренной длине волны рентгеновских линий точно установить атомный номер данного элемента.

Мозли дал простое теоретическое объяснение найденного им закона. Он установил, что для линии Кα константа С имеет значение, равное

, где R – постоянная Ридберга. Следовательно, для этой линии

ω = R(Z – 1)2

-

Линия такой же частоты получается при переходе электрона, находящегося в поле заряда (Z – 1)e, с уровня 2 на уровень 1.

Смысл константы σ легко понять: электроны, совершающие переход при испускании рентгеновских лучей, находятся под воздействием ядра, притяжение которого несколько ослаблено действием остальных окружающих его электронов. Это так называемый эффект экранирования ядра, находит своё выражение в необходимости вычесть из Z некоторую величину σ.

На какой-либо электрон одной из внутренних оболочек дальше отстоящие от ядра электроны воздействуют слабо, т. к. создаваемое ими внутри поле в среднем равно нулю. Поэтому внутренние электроны находятся в основном лишь под воздействием поля ядра и электронов, находящихся ближе к ядру. Таким образом, поправка σ вызывается наличием более глубоких электронов и слабым возмущением со стороны остальных электронов.

Список литературы

1. Элементарный учебник физики. Под редакцией Г. С. Ландсберга. Том 3 – М.: Наука, 1972 г.

2. Курс общей физики, том 3. Оптика, атомная физика, физика атомного ядра и элементарных частиц. Савельев И. В. – М.: Наука, 1971 г.