Презентация, доклад на тему Опыт Резерфорда. Квантовые постулаты Бора.

№19»
г. Миасса

Демокрит: «Существует предел деления атома».
Аристотель: «Делимость вещества бесконечна».
1626 г., Париж: учение об атоме запрещено под страхом смерти

отдельного «атома» электричества.
В природе существует материальный носитель наименьшего заряда – электрон. 1906 – 1914 г.г. Роберт Милликен (1868 – 1953). Провел эксперименты по точному определению массы и заряда электрона.

me = 9,109389 10 -31 кг ;
qе = 1,602177 10 – 19 Кл

входят отрицательно и положительно заряженные частицы.

Кроме того, было известно, что атом в целом нейтрален.

из первых моделей строения атома – «кекс с изюмом»

своего положения равновесия. Положительный заряд шара равен по модулю суммарному отрицательному заряду электрона, поэтому электрический заряд атома в целом равен нулю.

По предположению Томсона, атом представлял собой шар радиусом ≈ 10-10 м, по всему объему которого равномерно распределен положительный заряд.

действительно ли положительный заряд распределён по всему объёму атома с постоянной плотностью. Поэтому в 1906 г. Резерфорд совместно со своими сотрудниками провел ряд опытов по исследованию состава и строения атомов.

8000 раз больше массы электрона.
Электрический заряд альфа-частицы в 2 раза больше заряда электрона.
Скорость альфа-частицы около 15 000 км/с.
Альфа-частицы является ядром атома гелия.

с радиоактивным веществом.

увеличилась. Помещая экран сверху и снизу установки, Резерфорд обнаружил, что небольшое число альфа-частиц отклонилось на углы около 900. Единичные частицы были отброшены назад.

Резерфорда к выводу:

Столь сильное отклонение α-частиц возможно только в том случае, если внутри атома имеется чрезвычайно сильное электрическое поле. Было рассчитано, что такое поле могло быть создано зарядом, сконцентрированным в очень малом объеме (по сравнению с объемом атома).

меньше массы α-частицы, электроны, входящие в состав атома, не могли существенным образом изменить направление движения α-частиц. Поэтому:

В данном случае речь может идти только о силах электрического отталкивания между α-частицами и положительно заряженной частью атома, масса которой значительно больше массы α-частицы.

вращаются по определенным орбитам электроны.
Основная масса атома сосредоточена в ядре m ядра = 99,4% m атома.
В зависимости от массы ядро имеет диаметр порядка
10-14 – 10-15 м, т.е. оно в десятки или даже в сотни тысяч раз меньше атома (диаметр атома ≈ 10-10 м).
Атом электрически нейтрален: q ядра = +∑ e.

они пролетают. Оно сильно меняется только в том случае, если частица проходит очень близко к ядру.

модели атома Томсона, выдвинута ядерная модель строения атома и определен порядок диаметров атомных ядер.

его устойчивость. По законам электродинамики Максвелла:
e по орбите с ускорением => излучение ЭМ волн с ν = ν обращения вокруг ядра => потеря Е => e по спирали к ядру => время существования e ≈ 10-8 с.

- электрон

НО:
АТОМ УСТОЙЧИВ!

+

состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия En.
В стационарных состояниях атом не излучает.

+

-

En в стационарное состояние с меньшей энергией Em излучается квант, энергия которого равна разности энергий стационарных состояний:

Е1

Е2

Е3

Е,эВ

Излучает

Е4

hνnm = En – Em

h – постоянная Планка

Частота излучения

электрон

квант

En в стационарное состояние с большей энергией Em поглощается квант, энергия которого равна разности энергий стационарных состояний:

Е1

Е2

Е3

Е,эВ

Поглощает

Е4

hνnm = En – Em

h – постоянная Планка

Частота излучения

квант

электрон

состояние
Е4>Е3 >Е2 >Е1

Переход атома

двигаясь по круговой орбите, должен иметь дискретные, квантованные значения момента импульса

me - масса электрона,
υ – скорость электрона
rn – радиус стационарной круговой
орбиты

Правило квантования Бора позволяет вычислить радиусы стационарных орбит электрона в атоме водорода и определить значения энергий

предсказать для атома водорода длины волн испускаемого излучения
Позволила объяснить и спектры поглощения: столкновение фотона с атомом приводит к переходу электрона с одного энергетического уровня на другой, более высокий.
Гарантировала стабильность атомов и позволила теоретически определить радиус атома водорода.
Точно предсказала энергию ионизации водорода 13,6 эВ.

сложных атомов (гелия и др.).
Правило квантования Бора применимо не всегда.
Представление об определенных орбитах, по которым движется электрон в атоме Бора, оказалось условным.