В презентации рассмотрены свойства атома. Модель атома Томсона и планетарная модель атома по Резерфорду. Рассматривается установка Резерфорда для исследования строения атома. Выводы, полученные Резерфордом: 1) атом практически пустой, 2) в атоме имеется ядро, имеющее очень маленький размер и положительный заряд
Атомная и ядерная
физика
Смирнова С.Г.
учитель физики
МОУ «Луховский лицей»
Свойства атомов. Модели атомов
Начало XX века
Основные свойства атома
1) атом электронейтрален
2) атом устойчив
3) в состав атома входят электроны
4) спектр атома линейчатый
Первая модель атома (1897 год) – Дж. Дж. Томсон положительный
заряд занимает весь объем атома (rат ~ 108 м), внутри этого объема
находятся электроны.
Согласно теореме Ирншоу, система электрических зарядов не может
находиться в состоянии устойчивого равновесия лишь под действием
кулоновских сил, поэтому атом такой структуры должен быть
неустойчивым и распадаться.
Планетарная модель атома Э. Резерфорда
Опыты по исследованию распределения положительного
заряда в атоме в 1911 году – Э. Резерфорд и его ученики.
Альфачастицы испускались источником, помещенным внутри
свинцовой полости. Все альфачастицы, кроме движущихся
вдоль канала, поглощались свинцом. Узкий пучок альфачастиц
попадал на фольгу из золота перпендикулярно к ее
поверхности; альфачастицы, прошедшие сквозь фольгу и
рассеянные ею, вызывали вспышки (сцинтилляции) на экране,
покрытым веществом, способным светиться при попадании
частиц. В пространстве между фольгой и экраном
обеспечивается достаточный вакуум, чтобы не происходило
рассеяние альфачастиц в воздухе. Конструкция прибора
позволила наблюдать альфачастицы, рассеянные под угломдо
150 градусов.
Изучая рассеяние альфачастиц при прохождении через
золотую фольгу, Резерфорд пришел к выводу, что весь
положительный заряд атомов сосредоточен в их центре в
очень массивном и компактном ядре. А отрицательно
заряженные частицы (электроны) обращаются вокруг этого
ядра. Эта модель коренным образом отличалась от широко
распространенной в то время модели атома Томсона, в
которой положительный заряд равномерно заполнял весь
объем атома, а электроны были вкраплены в него. Несколько
позже модель Резерфорда получила название планетарной
модели атома (она действительно похожа на Солнечную
систему: тяжелое ядро Солнце, а обращающиеся вокруг него
электроны планеты).
Недостатки Планетарной модели атома
Э.Резерфорда
1. Согласно теории Максвелла, частицы, движущиеся с ускорением,
излучают электромагнитные волны и, благодаря этому, непрерывно
теряют энергию.
Поэтому электрон, начинающий вращаться вокруг ядра, как
показали расчеты, за время, равное 108 с, должен упасть на ядро.
Однако, атомы в невозбужденном состоянии энергию
не излучают и существуют бесконечно долго.
2. Электрон, двигаясь вокруг ядра по орбите все меньшего радиуса,
непрерывно излучает энергию, следовательно, спектр излучения
атомов должен быть непрерывным. Из опытов известно, что спектр
излучения атома состоит из отдельных цветных линий, разделенных
темными полосами, это означает, что спектр атома линейчатый.
Спектры излучения
Излучение, как правило, по своему составу сложное, в спектре
представлены волны разной длины. Вид спектра определится излучателем.
Спектры излучения могут быть линейчатыми, сплошными, полосатыми.
Нагретые твердые тела, а также жидкости – сплошной спектр.
Атомы излучают линейчатые спектры. Каждый атом – свой спектр
излучения.
Это утверждение лежит в основе спектрального анализа.
Спектр вещества зависит только от свойств атомов данного вещества
и не зависит от способа возбуждения свечения атома.
Молекулы имеют полосатый спектр, он состоит из ярких полос,
разделенных темными промежутками. Полоса в свою очередь
представляет собой набор ярких линий, расположенных очень близко
друг к другу.
Наиболее простой спектр излучения у атома водорода.
Атом водорода состоит из ядра, вокруг которого обращается один
электрон. В видимой части спектра атом водорода излучает 4 линии,
соответствующие длинам волн 656 нм, 486 нм, 434нм и 410 нм.
Атомная и ядерная физика1.pptx
