АТОМНАЯ ФИЗИКА - Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика»

^ АТОМНАЯ ФИЗИКА Строение атома Планетарная модель атома
Планетарная модель атома была предложена Резерфордом в 1911 году. Сущность ее заключается в последующем:

В центре атома находится положительно заряженное ядро размером 10-15-10-14 м. Вокруг ядра по радиальным орбитам двигаются АТОМНАЯ ФИЗИКА - Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика» негативно заряженные электроны. В целом атом нейтрален. Его размер порядка 10-10 м.

Эта модель противоречила традиционной электродинамике. Движение электрона по радиальный орбите  это движение с ускорением. При всем этом заряженная частичка должна АТОМНАЯ ФИЗИКА - Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика» источать электрические волны, как следует, терять энергию и свалиться на ядро. Но этого не происходит. Это противоречие смог разрешить Бор в 1913 г.
^ Постулаты Бора

  1. Электроны в атоме двигаются по стационарным орбитам, находясь АТОМНАЯ ФИЗИКА - Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика» на которых они не источают энергию. Такое состояние атома именуется стационарным.
    Радиус стационарной орбиты определяется из условия:

    где

  2. При переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую происходит излучение (поглощение) фотона АТОМНАЯ ФИЗИКА - Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика» с энергией: .

При помощи постулатов Бора можно высчитать радиус орбиты электрона, его скорость, энергию, диапазон атома водорода и водородоподобных систем. Водородоподобными системами именуются атомы и ионы, заряд ядра которых равен единице АТОМНАЯ ФИЗИКА - Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика», и вокруг которого крутится один электрон. К примеру:

H, He+, Li2+.

Разглядим такую систему:

На электрон в атоме действует кулоновская сила притяжения к ядру. Она равна:. Где z  заряд ядра (в простых зарядах).

Т. к АТОМНАЯ ФИЗИКА - Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика». электрон движется по радиальный орбите, он испытывает центростремительное ускорение: . В согласовании с 2-ым законом Ньютона:

Запишем условие квантования: . Выразим отсюда скорость: и подставим ее в 1-ое уравнение:



Мы отыскали АТОМНАЯ ФИЗИКА - Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика» радиус орбиты электрона для водородоподобной системы. Найдем численное значение радиуса 1-ой орбиты для атома водорода. Для водорода: . Тогда . Данная величина именуется 1-ым боровским радиусом.

Найдем сейчас скорость электрона. Из условия квантования: . Подставим сюда выражение для АТОМНАЯ ФИЗИКА - Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика» rn. Получим:



Для 1-ой орбиты атома водорода:

Энергия электрона в атоме складывается из его кинетической и возможной энергии. Возможная энергия электрона в атоме отрицательна, т. к. энергия свободного электрона АТОМНАЯ ФИЗИКА - Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика» принимается за ноль, а энергия связанного электрона всегда меньше, чем свободного.



Воспользовавшись соотношением , выразим кинетическую энергию: и подставим в выражение для энергии, получим:



Подставим сюда ранее приобретенное выражение для rn. Получим:



Мы АТОМНАЯ ФИЗИКА - Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика» получили выражение для энергии стационарного состояния.

n  главное квантовое число.

 основное (обычное) состояние.

 возбужденное состояние.

Применяя 2-ой постулат Бора, найдем частоту кванта, который излучается при переходе электрона с m-ой орбиты на АТОМНАЯ ФИЗИКА - Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика» n-тую.



Перейдем от частоты к длине волны:



Введем величину . Данная величина именуется неизменной Ридберга. Она равна

Тогда сериальная формула для водородоподобных атомов запишется последующим образом:


^ Атомное ядро Строение атомного ядра
Атомное ядро состоит из АТОМНАЯ ФИЗИКА - Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика» 2-ух типов частиц  протонов и нейтронов. Эти частички имеют приблизительно схожую массу, но различный заряд  протоны имеют положительный заряд, равный заряду электрона, а нейтроны электрически нейтральны.



Общее число протонов и нейтронов АТОМНАЯ ФИЗИКА - Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика» определяют массу ядра. Так как масса электрона мала по сопоставлению с массой ядра, масса атома фактически равна массе ядра.

 общее число атома.

Заряд ядра определяется количеством протонов.

 зарядовое число.

Атом какого-нибудь АТОМНАЯ ФИЗИКА - Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика» вещества обозначается последующим образом: .

Некие хим вещества имеют изотопы  атомы, у каких количество протонов идиентично, а нейтронов различно. К примеру, есть изотопы водорода:

 протий;

 дейтерий;

 тритий.

В природе изотопы встречаются в схожих АТОМНАЯ ФИЗИКА - Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика» пропорциях. Атомную массу определяют как среднюю величину, потому зарядовое число может быть дробным.
^ Ядерные силы и недостаток масс
Таким макаром, атомное ядро состоит из положительно заряженных и нейтральных частиц. Потому что одноименно АТОМНАЯ ФИЗИКА - Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика» заряженные частички отталкиваются, то если б в атоме действовали только кулоновские силы, ядро атома было бы нестабильно. Но частички в ядре удерживаются еще более массивными силами, так именуемыми ядерными силами АТОМНАЯ ФИЗИКА - Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика». Взаимодействие частиц, обусловленное ядерными силами, именуется сильным взаимодействием.

Характеристики ядерных сил:

  1. Ядерные силы  силы притяжения, ядерных сил отталкивания не существует.

  2. Ядерные силы  короткодействующие силы, их радиус деяния  до 10-15 м.

  3. Силы не зависят от электронного заряда АТОМНАЯ ФИЗИКА - Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика».

Для того, что бы поделить ядро на составляющие его частички, нужно преодолеть действие ядерных сил, а значить совершить работу. Таким макаром, ядро обладает отрицательной энергией по сопоставлению с энергией составляющих его частиц АТОМНАЯ ФИЗИКА - Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика». Эта энергия именуется энергией связи. В соответствие с законом Эйнштейна о связи массы и энергии: , масса ядра будет меньше массы составляющих его частиц на величину . Данная величина именуется недостатком масс. Она АТОМНАЯ ФИЗИКА - Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика» равна разнице меж массой частиц, составляющих ядро, и массой ядра: .


atom-bora-doklad.html
atom-vodoroda-po-teorii-bora.html
atomatizaciya-funkcij-po-uchetu-zatrat-vspomogatelnogo-proizvodstva-referat.html