атомная физика - 30nar

АТОМНАЯ
ФИЗИКА
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ
О СТРОЕНИИ АТОМА
ПОНЯТИЕ «АТОМ» ПРИШЛО К НАМ ИЗ
АНТИЧНОСТИ,
НО
СОВЕРШЕННО
ИЗМЕНИЛО ТОТ ПЕРВОНАЧАЛЬНЫЙ
СМЫСЛ, КОТОРЫЙ ВКЛАДЫВАЛИ В
НЕГО ДРЕВНИЕ ГРЕКИ(В ПЕРЕВОДЕ С
ГРЕЧЕСКОГО
«АТОМ»
ОЗНАЧАЕТ
«НЕДЕЛИМЫЙ»).ЭТИМОЛОГИЯ
НАЗВАНИЯ «НЕДЕЛИМЫЙ» ОТРАЖАЕТ
СУЩНОСТЬ АТОМА С ТОЧНОСТЬЮ ДО
НАОБОРОТ.
2.СХЕМА № 1. РАЗВИТИЕ
ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О
СТРОЕНИИ АТОМА
АТОМ -НЕДЕЛИМАЯ
ЧАСТИЦА
1.Открытие рентгеновских
Лучей(1895 г., К.Рентген
2.Открытие катодных
Лучей (1897 г., Дж.
Томсон).
Открытие радиоактивности
(1896 г., А.Беккерель) и
Её изучение(1897-1903
Гг., М. Склодовская-Кюри, П.
Кюри).
СХЕМА № 2
МОДЕЛИ СТРОЕНИЯ
АТОМА
«ПУДИНГ С ИЗЮМОМ»
(1902-1904 ГГ.,В.
КЕЛЬВИН, ДЖ. ТОМСОН).
ПЛАНЕТАРНАЯ
(1907 Г., Э.
РЕЗЕРФОРД).
КВАНТОВАЯ МОДЕЛЬ (1913 Г.,
Н. БОР).
ЭРНЕСТ РЕЗЕРФОРД

Резерфорд Эрнест(1871-1937)-великий английский физик,
уроженец Новой Зеландии. Своими экспериментальными
открытиями Резерфорд заложил основы современного
учения о строении атома и радиоактивности. Он первым
исследовал состав излучения радиоактивных веществ.
Резерфорд открыл существование атомного ядра и впервые
осуществил искусственное превращение атомных ядер. Все
поставленные им опыты носили фундаментальный характер,
отличались исключительной простотой и ясностью.
ОПЫТЫ РЕЗЕРФОРДА
•
МАССА ЭЛЕКТРОНОВ В НЕСКОЛЬКО ТЫСЯЧ РАЗ МЕНЬШЕ МАССЫ АТОМОВ.ТАК
КАК АТОМ В ЦЕЛОМ НЕЙТРАЛЕН,ТО, СЛЕДОВАТЕЛЬНО, ОСНОВНАЯ МАССА АТОМА
ПРИХОДИТЬСЯ НА ЕГО ПОЛОЖИТЕЛЬНО ЗАРЯЖЕННУЮ ЧАСТЬ.
•
ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ПОЛОЖИТЕЛЬНОГО ЗАРЯДА,А ЗНАЧИТ,И МАССЫ ВНУТРИ АТОМА РЕЗЕРФОРД
ПРЕДЛОЖИЛ В 1906 Г. ПРИМЕНИТЬ ЗОНДИРОВАНИЕ АТОМА С ПОМОЩЬЮ
АЛЬФЫ-ЧАСТИЦ.ЭТИ ЧАСТИЦЫ ВОЗНИКАЮТ ПРИ РАСПАДЕ РАДИЯ И
НЕКОТОРЫХ ДРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ.ИХ МАССА ПРИМЕРНО В 8000 РАЗ БОЛЬШЕ
МАССЫ ЭЛЕКТРОНА,А ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ ЗАРЯД РАВЕН ПО МОДУЛЮ
УДВОЕННОМУ ЗАРЯДУ ЭЛЕКТРОНА.ЭТО НЕ ЧТО ИНОЕ,КАК ПОЛНОСТЬЮ
ИОНИЗИРОВАННЫЕ АТОМЫ ГЕЛИЯ.СКОРОСТЬ А-частиц очень велика: она
составляет 1/15 скорости света.
• Радиоактивный препарат, например радий, помещался внутрь
свинцового цилиндра, вдоль которого был высверлен узкий канал.
пучок альфа-частиц из канала падал на тонкую фольгу из
исследуемого материала. после рассеяния альфы-частицы попадали
на полупрозрачный экран, покрытый сульфидом цинка. столкновение
каждой частицы с экраном сопровождалось вспышкой света, которую
можно было наблюдать в микроскоп. весь прибор размещался в
сосуде, из которого был откачан воздух. При хорошем вакууме внутри
прибора в отсутствие фольги на экране возникал светлый кружок,
состоящий из сцинтилляций, вызванных тонким пучком альфачастиц. Но когда на пути пучка помещали фольгу, альфа-частицы изза рассеяния распределялись на экране по кружку большей площади.
3. МОДЕЛЬ АТОМА
Дж.ТОМСОНА
• В 1904 г. в работе « О структуре атома» Дж. Томсон
дал описание своей модели, получившей образное
название « пудинг с изюмом».В этой модели атом
уподоблен пудингу сферической формы, имеющему
положительный заряд. Внутрь сферы вкраплены, как
изюм в пудинге, отрицательно заряженные
электроны. Электроны совершают колебательные
движения, благодаря которым атом излучает
электромагнитную энергию. Атом в целом
электронейтрален.Модель атома Дж. Томсона не
была подтверждена экспериментальными фактами и
осталась гипотезой.
5. ПЛАНЕТАРНАЯ МОДЕЛЬ
Согласно планетарной модели , предположенной Э. Резерфордом,
атом состоит из положительно заряженного ядра и электронов,
движущихся вокруг ядра по замкнутым орбитам , подобно
движению планет вокруг Солнца. Модель Э. Резерфорда не
смогла объяснить излучение и поглощение энергии атомом.
В атоме водорода вокруг ядра обращается всего лишь один
электрон. Ядро атома водорода имеет положительный заряд,
равный по модулю заряду электрона, и массу, примерно в
1836,1 раза большую массы электрона. Это ядро было названо
протоном и стало рассматриваться как элементарная частица.
Размер атома – это радиус орбиты его электрона. Не
согласующийся с опытом вывод о неизбежной гибели атома
вследствие потери энергии на излучение- это результат
применения законов классической физики к явлениям,
происходящим внутри атома. Отсюда следует, что к явлениям
атомных масштабов законы классической физики неприменимы.
6. КВАНТОВАЯ МОДЕЛЬ
В 1913 г. Н. Бор предложил квантовую модель строения
атома, основанную на следующих постулатах.
Первый постулат. Электрон движется вокруг ядра по
строго определенным замкнутым стационарным
орбитам в соответствии с «разрешенными»
значениями энергии Е1,Е2,…,Еn, при этом энергия не
поглощается и не излучается.
Второй постулат. Электрон может переходить из
одного разрешенного энергетического состояния в
другое, что сопровождается излучением или
поглощением кванта и энергии.
ВЫВОДЫ


ОТКРЫТИЕ СЛОЖНОГО СТРОЕНИЯ АТОМА-ВАЖНЕЙШИЙ ЭТАП СТАНОВЛЕНИЙ
СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКИ, НАЛОЖИВШИЙ ОТПЕЧАТОК НА ВСЕ ЕЕ ДАЛЬНЕЙШЕЕ
РАЗВИТИЕ. В ПРОЦЕССЕ СОЗДАНИЯ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ТЕОРИИ СТРОЕНИЯ
АТОМА, ПОЗВОЛИВШЕЙ ОБЪЯСНИТЬ АТОМНЫЕ СПЕКТРЫ, БЫЛИ ОТКРЫТЫ
НОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ МИКРОЧАСТИЦ-ЗАКОНЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ.

РЕЗЕРФОРД СОЗДАЛ ПЛАНЕТАРНУЮ МОДЕЛЬ АТОМА:ЭЛЕКТРОНЫ
ОБРАЩАЮТСЯ ВОКРУГ ЯДРА, ПОДОБНО ТОМУ КАК ПЛАНЕТЫ ОБРАЩАЮТСЯ
ВОКРУГ СОЛНЦА. ЭТА МОДЕЛЬ ПРОСТА, ОБОСНОВАНА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО,
НО НЕ ПОЗВОЛЯЕТ ОБЪЯСНИТЬ УСТОЙЧИВОСТЬ АТОМОВ.
НА ОСНОВЕ ДВУХ ПОСТУЛАТОВ И ПРАВИЛА КВАНТОВАНИЯ БОР ОПРЕДЕЛИЛ
РАДИУС АТОМА ВОДОРОДА И ЭНЕРГИИ СТАЦИОНАРНЫХ СОСТОЯНИЙ АТОМА.
ЭТО ПОЗВОЛИЛО ВЫЧИСЛИТЬ ЧАСТОТЫ ИЗЛУЧАЕМЫХ И ПОГЛОЩАЕМЫХ
АТОМОМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН