Презентация, доклад по физике на темк Строение атома (11 класс)

атомов- мельчайших неделимых частиц

(атомос (греч.)- неделимый)

– ионов

В состав атомов входят заряженные частицы

Элементарный электрический заряд
e = 1,60·10–19 Кл

в видимой части спектра

Бальмер
Иоганн Якоб
(1825-1898)

Атомы имеют сложную структуру

входят электроны

массе.

Электроны входят в состав атомов

атома, впервые высказанную В. Вебером в 1896 г., развил X. Лоренц: электроны входят в состав атома.
Опираясь на эти открытия, Дж. Томсон в 1898 г. предложил модель атома в виде положительно заряженного шара радиусом 10-10 м. в котором плавают электроны, нейтрализующие положительный заряд.

английским физиком Э. Резерфордом.
Идея опыта заключалась в изучении рассеяния α-частиц (заряд +2е, масса 6,64*10-27 кг) на атомах. α-частицы были выбраны, т.к. их кинетическая энергия много больше кинетической энергии электронов (β-лучи) и, в отличие от γ-лучей они имеют электрический заряд.

выбрано как очень пластичный материал, из которого можно получить фольгу толщиной практически в один атомный слой. Опыты были повторены и на других материалах

что какая-то часть α-частиц отклоняется на довольно значительный угол от своего первоначального направления, а небольшая часть отражается от фольги.
Резерфорд показал, что модель Томсона находится в противоречии с его опытами. Обобщая результаты своих опытов, Резерфорд предложил ядерную (планетарную) модель строения атома:

Атом имеет ядро, размеры которого малы по сравнению с размерами самого атома (~ 10-15 м).
В ядре сконцентрирована почти вся масса атома.
Отрицательный заряд всех электронов распределен по всему объему атома и компенсирует положительный заряд ядра.

электроны на орбитах вокруг ядра
характер движения электронов определяется действием кулоновских сил со стороны ядра
диаметр ядра в 100000 раз меньше диаметра атома
масса ядра составляет 99,4% от массы всего атома
заряд ядра по модулю равен сумме зарядов электронов, поэтому атом в целом нейтрален.

м

атома не позволила объяснить устойчивость атома:
ускоренное движение электрона согласно теории Максвелла сопровождается электромагнитным излучением, поэтому энергия электрона уменьшается, и он движется по спирали, приближаясь к ядру. Казалось бы, электрон должен упасть на ядро (расчет показывает, что это должно произойти за 10-8 с), так как при движении по спирали уменьшается энергия электрона, в действительности атомы являются устойчивыми системами;
спектр излучения при этом должен быть непрерывным (должны присутствовать все длины волн). На опыте спектр получается линейчатым;
нет ответа на вопрос о строении ядра. Если в него входят только положительные частицы, то почему они не отталкиваются?

верной?»

Нильс Бор

с течением времени без внешнего воздействия на атом.
В этих состояниях атом не излучает электромагнитных волн, хотя и движется с ускорением.
Каждому стационарному состоянию атома соответствует определенная энергия атома. Стационарным состояниям соответствуют стационарные орбиты, по которым движутся электроны

излучается или поглощается 1 фотон. а) Атом излучает 1 фотон (который несет 1 квант энергии), когда электрон переходит из состояния с большей энергией (Е k) в состояние с меньшей энергией (Е n).  Энергия излученного фотона:

излучение фотона. 
где k и n - номера стационарных состоянии, или главные квантовые числа. б) Атом поглощает 1 фотон, когда переходит из стационарного состояния с меньшей энергией (E n) в стационарное состояние с большей энергией (E k).
При Ек < Еn происходит поглощение фотона. 

при этом электрон переходит на более отдаленную орбиту и его связь с ядром слабеет.

Переходы в первое возбужденное состояние (Е2) с верхних уровней соответствует частотам видимой части (кр з с с) спектра водорода.

теории строения простейшего атома (атома водорода). Согласно этой теории Бор смог вычислить для атома водорода: - возможные радиусы орбит электрона и размеры атома - энергии стационарных состояний атома - частоты излучаемых и поглощаемых электромагнитных волн. 

которые определяются условием:

где rn - радиус n-ой орбиты; vn - скорость электрона на этой орбите; me - масса электрона, п - целое число - номер орбиты или главное квантовое число.

постоянная Ридберга, равна 3,2*1015 с-1;
n и k – номера орбит.

- ультрафиолетовое излучение
n = 2 - серия  Бальмера (1885г.) - видимое излучение
n = 3 - серия Пашена - инфракрасное излучение
и т.д.

больше 1)  расчеты по теории Бора неприменимы. Движение электрона в атоме  мало похоже на движение  планет по орбитам.
Точнее, электрон на орбите можно назвать электронным облаком, имеющим разную плотность. Орбитой электрона в атоме  называется геометрическое  место точек, в которых с наибольшей вероятностью можно обнаружить электрон.

представление об определенных орбитах, по которым движется электрон в атоме Бора, оказалось условным. Теория Бора неприменима для многоэлектронных атомов и не объясняет ряд спектральных закономерностей.
В 1917 г. А. Эйнштейн предсказал возможность перехода атома с высшего энергетического состояния в низшее под влиянием внешнего воздействия. Такое излучение называется вынужденным излучением и лежит в основе работы лазеров.

электроны. Размеры атомов составляют тысячные доли микрона. Но существуют и сверх гигантские «атомы» диаметром около 10 километров. Впервые подобный «атом» был открыт в 1967 году, а сейчас их известно более тысячи.
Нейтронные звезды – остатки сверхновых, которые являются фактически огромными атомными ядрами, состоящими на 90% из нейтронов и на 10% из протонов, и окружены «атмосферой» из электронов.

многими превращениями в природе, но такое сиюминутное превращение ему вряд ли удалось бы предвидеть. – Из физиков в химики!

 В 1908 году Э. Резерфорд получил Нобелевскую премию по химии за свои работы в области изучения атома. В те годы исследования по строению атома и радиоактивности относили к химии.

в Брюсселе промолчал, так как это свидетельствовало о 
катастрофе.
Через два года он получил пакет от  датского физика Нильса Бора  из Копенгагена, который подтвердил правильность его открытия.
Их современник, оценивая сложившуюся ситуацию, писал: "Это было так, точно из-под ног ушла земля, и нигде не было видно твердой почвы, на которой можно было строить...".
Речь   идет о планетарной модели атома Резерфорда и  об открытиях Н. Бора, все это свидетельствовало о катастрофе классической физики!