Студопедия
Контакти
 


Тлумачний словник

Реклама: Настойка восковой моли




Авто | Автоматизація | Архітектура | Астрономія | Аудит | Біологія | Будівництво | Бухгалтерія | Винахідництво | Виробництво | Військова справа | Генетика | Географія | Геологія | Господарство | Держава | Дім | Екологія | Економетрика | Економіка | Електроніка | Журналістика та ЗМІ | Зв'язок | Іноземні мови | Інформатика | Історія | Комп'ютери | Креслення | Кулінарія | Культура | Лексикологія | Література | Логіка | Маркетинг | Математика | Машинобудування | Медицина | Менеджмент | Метали і Зварювання | Механіка | Мистецтво | Музика | Населення | Освіта | Охорона безпеки життя | Охорона Праці | Педагогіка | Політика | Право | Програмування | Промисловість | Психологія | Радіо | Регилия | Соціологія | Спорт | Стандартизація | Технології | Торгівля | Туризм | Фізика | Фізіологія | Філософія | Фінанси | Хімія | Юриспунденкция

ТЕМА: БУДОВА АТОМА. ТЕОРІЯ БОРА

ЛЕКЦІЯ ХХI

ПЛАН

1. Досліди Резерфорда з розсіяння a- частинок. Ядерна модель атома.

2. Атом водню та його спектр із теорії Бора.

3. Суцільний рентгенівський спектр і його короткохвильова межа.

4. Лінійчастий рентгенівський спектр. Закон Мозлі.

 



Интернет реклама УБС

1. У другій половині минулого століття відкриття в різних галузях науки (періодичний закон Менделєєва, рентгенівські промені, радіоактивність) поставили під сумнів існуючі раніше уявлення про атом як неподільну частку.

 



Интернет реклама УБС

 
 

 



Интернет реклама УБС

 



Интернет реклама УБС


+

S

*

 



Интернет реклама УБС

a=180°

 



Интернет реклама УБС

Основою сучасних уявлень про будову атома є досліди Резерфорда з розсіювання a-частин при проходженні через золоту фольгу. Із неспроможності пояснити ефект відхилення a-частин на основі існуючих уявлень, Резерфорд теоретично розв’язав задачу про розсіяння частинок у кулоновському полі, яке складалось із Р позитивних зарядів. Порівняльний аналіз результатів експериментів та розрахунків дозволив установити:

1) P = Z, де Z - порядковий номер елемента у таблиці Менделєєва.

2) В атомі містяться Z-електронів.

Було запропоновано ядерну модель атома: у середині атома існує позитивний центр - ядро атома, навколо якого рухаються електрони, причому розміри ядра » 10-15 м, а діаметр атома ≈ 10-10 м.

å me << mядра


 
 

 



Интернет реклама УБС


+ -

 



Интернет реклама УБС

 
 


10-15 м

 
 


 

Але ядерна модель не в змозі була пояснити два питання відповідно до законів класичної електродинаміки:

1) електрон повинен був випромінювати безперервну електромагнітну хвилю, але експеримент указує на те, що спектри випромінювання атомів дискретні.

2) випромінюючи електромагнітну хвилю, електрон повинен, втрачаючи енергію, згодом “впасти на ядро”, але атоми дуже стійкі.

 



Интернет реклама УБС

Що ж відбувається насправді!?

 



Интернет реклама УБС

2. Вивчаючи лінійчасті спектри атома водню, Бальмер у 1865 році встановив формулу для знаходження n або l у спектрі атома водню.

 



Интернет реклама УБС

(1)

 



Интернет реклама УБС

с = 3 . 108 м/с - швидкість світла у вакуумі,

R = 1,097 . 107 м-1 - стала Рідберга,

n = 3, 4, 5...

Усі лінії спектра, які відзначаються різним n, утворюють серію ліній. Узагальнуючи одержаний результат, Рідберг установив, що існують й інші серії ліній, а загальна формула для їх опису має вигляд:

 



Интернет реклама УБС

Є (2)

 



Интернет реклама УБС

n - номер орбіти (рівня), з якої “зникає” електрон,

к - номер рівня, на якому він з’являється.

 



Интернет реклама УБС

к = 1,2; 3,4.

n = к+1; к+2.

к, n - номери орбіт електронів у вакуумі.

(1) і (2) - формули для розрахунку частоти випромінювального світла.

 



Интернет реклама УБС

Напишемо характерні існуючі серії:

Якщо к = 1 n = 2,3... Лайман (УФ-область)

к = 2 n = 3,4... Бальмер (видима область)

к = 3 n = 4,5... Пашен (ІЧ-область)

к = 4 n = 5,6... Брег(ІЧ-область)

к = 5 n = 6,7... Пфунд(ІЧ-область)

к = 6 n = 7,8... Хемфрі(ІЧ-область)

Для воднеподібного іона (іон з одним електроном) формула (2) переходить:

 



Интернет реклама УБС

(3)

 



Интернет реклама УБС

Z - заряд ядра.

 



Интернет реклама УБС

Однак ці експерименти знаходились у суперечності з класичними уявленнями про рух електрона в атомі, що і привело до створення некласичної (напівквантової) теорії Бора (1910 р.), яка певним чином на той час дозволила узгодити:

1) емпиричні закономірності лінійчастих спектрів,

2) ядерну модель атома,

3) квантовий характер випромінювання та поглинання світла атомами.

 



Интернет реклама УБС

У теорії Бора поведінка електрона в атомі “регулюється” трьома постулатами:

I. (Для стаціонарних станів): Існують такі стаціонарні стани для атомів, у яких атом не випромінює і не поглинає енергії. Це відповідає руху електрона по відповідній орбіті.

II. Правило квантування орбіт:У стаціонарному стані електрон рухається по орбіті, рівняння якої має такий вигляд:

(4)

 



Интернет реклама УБС

n = 1, 2, 3...

vn - швидкість електрона масою m по орбіті радіуса rn із номером n.

h - 6,626 . 10-34 Дж.с -стала Планка.

 
 

III. Правило частот. При переході електрона в атом із однієї орбіти на іншу атом або поглинає, або випромінює квант енергії Е = hn, який дорівнює в точності різниці енергії рівнів атомів у цих стаціонарних станах.

 



Интернет реклама УБС

Опишемо математично рух електрона в атомі:

 



Интернет реклама УБС

m.aд.ц. = Fкул.; ад.ц. = vn2 / rn

 



Интернет реклама УБС

(6)

 



Интернет реклама УБС

Спільне рішення (6) і (4) дає

 



Интернет реклама УБС

(7)

 



Интернет реклама УБС

Для атома водню n = 1, Z = 1.

- перший боровський радіус (збігається з висновками ядерної моделі Резерфорда).

 



Интернет реклама УБС

Повна енергія електрона в атомі:

 



Интернет реклама УБС

(з урахуванням (6))

 



Интернет реклама УБС

 



Интернет реклама УБС

Підстановка із (7) rn у цей вираз дає

 



Интернет реклама УБС

(8)

 



Интернет реклама УБС

Одержали дискретні (квантові) енергії електрона в атомі.

n - квантове число,

n = 1 - головний стан,

n > 1 - збуджений стан.

 
 

При n®¥ и іонізація атома.

 



Интернет реклама УБС

- потенціал іонізації

 



Интернет реклама УБС

 



Интернет реклама УБС

 



Интернет реклама УБС

H: n = 1; Z = 1; ji = -13,59 eV.

Тепер стало зрозумілоими спектральні особливості атома водню.

 



Интернет реклама УБС

3. Рентгенівські промені були відкриті Рентгеном у 1895 р. і являють собою жорстке короткохвильове випромінювання, яке виникає внаслідок гальмування прискорених електронів.

 



Интернет реклама УБС

 



Интернет реклама УБС

вакуум

р. промені

А К

e

-

 



Интернет реклама УБС

~

кВ

 



Интернет реклама УБС

Експерименти показали, що при енергіях електронів, які не перевищують деяких критичних значень, визначених властивостями речовини анода, виникає суцільний рентгенівський спектр. Це випромінювання імітується самими електронами.

 



Интернет реклама УБС

І

       
 
   
 


j3 j3 > j2 > j1

 
 


j2

 



Интернет реклама УБС

j1

 
 


l min l

 



Интернет реклама УБС

Це випромінювання буде обмежено з боку довжин хвиль або частот (lmin,nmax).

j - потенціал, який подається на електрод рентгенівської трубки.

 



Интернет реклама УБС

На основі збереженої енергії маємо:

hnmax = Wк

hnmax - енергія рентгенівського кванту,

Wк - кінетична енергія електрона.

Wк = еj

 



Интернет реклама УБС

(9)

 



Интернет реклама УБС

4. Поряд із гальмовим випромінюванням існує характеристичне рентгенівське випромінювання, яке характеризує речовину анода. Воно має не суцільний, а лінійчастий спектр.

 



Интернет реклама УБС

       
   
 
 

 



Интернет реклама УБС

 



Интернет реклама УБС


+Ze

(np фотон)

 



Интернет реклама УБС

 



Интернет реклама УБС

K L M N

 



Интернет реклама УБС

При віддаленні електрона з К оболонки і вище на вільне місце приходить електрон, що супроводжується випромінюванням рентгенівського фотона, частота якого визначається законом Мозлі:

 



Интернет реклама УБС

(10)

 



Интернет реклама УБС

s - стала екранування, яка визначається фізико-хімічними властивостями речовини анода.

 



Интернет реклама УБС

 



Интернет реклама УБС


Читайте також:

  1. E) теорія раціонального вибору.
  2. I. Теорія граничної продуктивності і попит на ресурси
  3. II. Будова доменної печі (ДП) і її робота
  4. V теорія граничної корисності визначає вартість товарів ступенем корисності останньої одиниці товару для споживача.
  5. Анатомічна будова кісток вільної нижньої кінцівки
  6. Анатомо-фізіологічна перебудова організму підлітка
  7. Анатомо-фізіологічна перебудова організму підлітка та її вплив на його психологічні особливості й поведінку.
  8. Антигенна будова HDV
  9. АСОЦІАЦІЯ. ПОБУДОВА АСОЦІАТИВНОГО КУЩА
  10. Атмосфера. ЇЇ хімічний склад та будова
  11. Атомно-молекулярна будова речовини.
  12. Базис і надбудова.

Загрузка...



<== попередня сторінка | наступна сторінка ==>
Зовнішній фотоефект-явище вибивання електронів із речовини під дією електромагнітного випромінювання. | ЛЕКЦІЯ ХХII

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:


 

© studopedia.com.ua При використанні або копіюванні матеріалів пряме посилання на сайт обов'язкове.


Генерація сторінки за: 0.003 сек.