АТОМНАЯ ФИЗИКА. ПОНЯТИЕ «АТОМ» ПРИШЛО К НАМ ИЗ АНТИЧНОСТИ, НО СОВЕРШЕННО ИЗМЕНИЛО ТОТ ПЕРВОНАЧАЛЬНЫЙ СМЫСЛ, КОТОРЫЙ ВКЛАДЫВАЛИ В НЕГО ДРЕВНИЕ ГРЕКИ(В. - презентация

1 АТОМНАЯ ФИЗИКА

2 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. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СТРОЕНИИ АТОМА

3 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( Гг., М. Склодовская-Кюри, П. Кюри).

4 СХЕМА 2 МОДЕЛИ СТРОЕНИЯ АТОМА «ПУДИНГ С ИЗЮМОМ» ( ГГ.,В. КЕЛЬВИН, ДЖ. ТОМСОН). ПЛАНЕТАРНАЯ (1907 Г., Э. РЕЗЕРФОРД). КВАНТОВАЯ МОДЕЛЬ (1913 Г., Н. БОР).

5 ЭРНЕСТ РЕЗЕРФОРД Резерфорд Эрнест( )-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. Резерфорд Эрнест( )-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.

6 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 альфа- частиц. Но когда на пути пучка помещали фольгу, альфа-частицы из- за рассеяния распределялись на экране по кружку большей площади.

7 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.

8 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.

9 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 Е 1, Е 2,…,Е n, 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.

10 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. 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. 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 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