Закон мозли – Закон Мозли. Роль закона Мозли. Современная формулировка Периодического закона.

         Более поздние эксперименты выявили некоторые отклонения от линейной зависимости для переходных групп элементов, связанные с изменением порядка заполнения внешних электронных оболочек, а также для тяжёлых атомов, появляющиеся в результате релятивистских эффектов (условно объясняемых тем, что скорости внутренних сравнимы со скоростью света).

         В зависимости от ряда факторов — от числа нуклонов в ядре (изотонический сдвиг), состояния внешних электронных оболочек (химический сдвиг) и пр. — положение спектральных линий на диаграмме Мозли может несколько изменяться. Изучение этих сдвигов позволяет получать детальные сведения об атоме.

         А. В. Колпаков.

dic.academic.ru

Закон Мозли

Закон Мозли

В начале $XX$ века Мозли эмпирическим путем выявил важную связь длин волн спектральных линий характеристического рентгеновского излучения и номером химического элемента в системе Менделеева. Закон Мозли можно записать в виде:

где ${\nu }^*=\frac{1}{\lambda }$ — волновой число линий, $R=10973731\ м^{-1}$ — постоянная Ридберга, $a\ {\rm и}\ у$ некоторые постоянные, которые характеризуют серию линий рентгеновского характеристического спектра и вещество антикатода.

В частности, для длин волн $K_{\alpha }-\ $линии характеристического рентгеновского спектра закон Мозли принимает вид:

Выражение (2) можно представить в виде:

где $\sigma =1$, $m=1,\ n=2.$

Соотношение (4) сходно с формулой для длины волны линии серии Лаймана для водородоподобного иона. Отличие в том, что параметр $Z^2$, который входит в формулы серий для водородоподобных систем, в выражении (4) уменьшен на величину постоянной $\sigma $. Величина $\sigma $ называется постоянной экранирования, которая в данном случае равна единице. Постоянная экранирования отражает тот факт, что в тяжелом атоме, который имеет $Z$ электронов, на электрон выполняющий переход, отвечающий линии $K_{\alpha }$, воздействует не целиком заряд ядра ($Zq_e$), а величина $(Z-1)q_e$. То есть заряд ослаблен экранирующим действием одного электрона, который остался в слое $K$.

На рис.1 изображена диаграмма Мозли, которая отображает линейную зависимость $\sqrt{\frac{{\nu }^*}{R}}$ от номера химического элемента $Z$ для линии $K_{\alpha }$.

Использование закона Мозли в применении к атомам химических элементов периодической системы стало подтверждением закономерного роста заряда ядра на единицу при переходе от одного элемента к следующему. Это послужило доказательством истинности ядерной модели атома и объяснения теории периодической системы.

Рисунок 1.

Общий вид рентгеновского терма можно представить:

В таком случае закон Мозли запишем как:

Выражение (6) показывает то, что квадратные корни из рентгеновских термов линейно связаны с зарядовым числом элемента ($Z$).

Если электрон был выбит из $K$- оболочки ($n=1$), то в результате перехода на освободившееся место электронов с других оболочек происходит излучение рентгеновской $K$ — серии. При переходе электронов на освобожденное место в оболочке $L$ ($n=2$) происходит излучение $L$ — серии и так далее. Можно сделать вывод о том, что одинаковая структура рентгеновских спектров и закон Мозли являются подтверждением истинности периодической системы элементов.

Примеры задач

Пример 1

Какой химический элемент длину волны для линии ${\ K}_{\alpha }$ линейчатого спектра рентгеновского излучения получилась равную $72пм$? Считать постоянную $\sigma =1$.

Решение:

Чтобы ответить на вопрос задачи следует найти атомный номер элемента в системе Д.И. Менделеева. Для решения задачи используем закон Мозли в виде:

где $R=10973731\ м^{-1}.$ Выразим параметр $Z$ из формулы (1.1), имеем:

Проведем вычисления, если $\lambda =72пм=7,2\cdot {10}^{-11}м$:

Ответ: $Z=42$, следовательно это молибден.

Пример 2

Какова постоянная экранирования ($\sigma $) для $L$ — серии характеристического рентгеновского излучения, если длина волны, которая испускается при переходе электрона с $M$ — оболочки на $L$ — оболочку составила $140 \ пм$ (рис 2).?

Рисунок 2.

Решение:

Запишем численные данные необходимые для решения задачи, так, атомный номер вольфрама, взятый из периодической системы $Z=74$.

В качестве основы для решения задачи используем закон Мозли, записанный в виде:

где $m=2,\ n=3$, так как образуется $L_{\alpha }$ — линия. Тогда упростим формулу (2.1) до выражения:

Выразим из формулы (2.2) постоянную экранирования:

Проведем вычисления, учитывая, что $\lambda =140пм=1,4\cdot {10}^{-10}м,\ R=10973731\ м^{-1}$:

Ответ: $\sigma =5,62.$

spravochnick.ru

Мозли закон

        закон, связывающий частоту спектральных линий характеристического рентгеновского излучения химического элемента с его порядковым номером. Экспериментально установлен Г. Мозли в 1913. Согласно М. з., корень квадратный из частоты ν спектральной линии характеристического излучения элемента есть линейная функция его порядкового номера Z:

         М. з. явился неопровержимым доказательством правильности размещения элементов в периодической системе элементов (См. Периодическая система элементов) Д. И. Менделеева и содействовал выяснению физического смысла Z.

         В соответствии с М. з., рентгеновские характеристические спектры не обнаруживают периодических закономерностей, присущих оптическим спектрам (см. Атомные спектры). Это указывает на то, что проявляющиеся в характеристических рентгеновских спектрах внутренние электронные оболочки атомов всех элементов имеют аналогичное строение.

         Более поздние эксперименты выявили некоторые отклонения от линейной зависимости для переходных групп элементов, связанные с изменением порядка заполнения внешних электронных оболочек, а также для тяжёлых атомов, появляющиеся в результате релятивистских эффектов (условно объясняемых тем, что скорости внутренних сравнимы со скоростью света).

         В зависимости от ряда факторов — от числа нуклонов в ядре (изотонический сдвиг), состояния внешних электронных оболочек (химический сдвиг) и пр. — положение спектральных линий на диаграмме Мозли может несколько изменяться. Изучение этих сдвигов позволяет получать детальные сведения об атоме.

         А. В. Колпаков.

slovar.wikireading.ru

МОЗЛИ ЗАКОН — это… Что такое МОЗЛИ ЗАКОН?

dic.academic.ru

Физика. — Закон Мозли

Закон Мозли — закон, связывающий частоту спектральных линий характеристического рентгеновского излучения химического элемента с его порядковым номером. Экспериментально установлен Генри Мозли в 1913.

Формулировка закона Мозли

Согласно Закону Мозли, корень квадратный из частоты ν спектральной линии характеристического излучения элемента есть линейная функция его порядкового номера Z:

где R — постоянная Ридберга, Sn — постоянная экранирования, n — главное квантовое число. На диаграмме Мозли зависимость от Z представляет собой ряд прямых (К-, L-, М- и т. д. серии, соответствующие значениям n = 1, 2, 3,…).

Закон Мозли явился неопровержимым доказательством правильности размещения элементов в периодической системе элементов Д. И. Менделеева и содействовал выяснению физического смысла Z.

В соответствии с Законом Мозли, рентгеновские характеристические спектры не обнаруживают периодических закономерностей, присущих оптическим спектрам (см. Атомные спектры). Это указывает на то, что проявляющиеся в характеристических рентгеновских спектрах внутренние электронные оболочки атомов всех элементов имеют аналогичное строение.

Более поздние эксперименты выявили некоторые отклонения от линейной зависимости для переходных групп элементов, связанные с изменением порядка заполнения внешних электронных оболочек, а также для тяжёлых атомов, появляющиеся в результате релятивистских эффектов (условно объясняемых тем, что скорости внутренних сравнимы со скоростью света).

В зависимости от ряда факторов — от числа нуклонов в ядре (изотонический сдвиг), состояния внешних электронных оболочек (химический сдвиг) и пр. — положение спектральных линий на диаграмме Мозли может несколько изменяться. Изучение этих сдвигов позволяет получать детальные сведения об атоме.

fizika.my1.ru

Закон Мозли — это… Что такое Закон Мозли?

Закон Мозли — закон, связывающий частоту спектральных линий характеристического рентгеновского излучения атома химического элемента с его порядковым номером. Экспериментально установлен английским физиком Генри Мозли в 1913 году.

Формулировка закона Мозли

Согласно Закону Мозли, корень квадратный из частоты спектральной линии характеристического излучения элемента есть линейная функция его порядкового номера :

где — постоянная Ридберга, — постоянная экранирования, — главное квантовое число. На диаграмме Мозли зависимость от представляет собой ряд прямых (К-, L-, М- и т. д. серии, соответствующие значениям n = 1, 2, 3,…).

Закон Мозли явился неопровержимым доказательством правильности размещения элементов в периодической системе элементов Д. И. Менделеева и содействовал выяснению физического смысла .

В соответствии с Законом Мозли, рентгеновские характеристические спектры не обнаруживают периодических закономерностей, присущих оптическим спектрам. Это указывает на то, что проявляющиеся в характеристических рентгеновских спектрах внутренние электронные оболочки атомов всех элементов имеют аналогичное строение.

Более поздние эксперименты выявили некоторые отклонения от линейной зависимости для переходных групп элементов, связанные с изменением порядка заполнения внешних электронных оболочек, а также для тяжёлых атомов, появляющиеся в результате релятивистских эффектов (условно объясняемых тем, что скорости внутренних электронов сравнимы со скоростью света).

В зависимости от ряда факторов — от числа нуклонов в ядре атома (изотопический сдвиг), состояния внешних электронных оболочек (химический сдвиг) и пр. — положение спектральных линий на диаграмме Мозли может несколько изменяться. Изучение этих сдвигов позволяет получать детальные сведения об атоме.

Изучение закона Мозли

Учебные лабораторные установки по атомной физике для изучения закона Мозли