Презентация по физике "Планетарная модель атома"(9, 11 класс)

Модели атомов, созданные  до 1910 года были  умозрительными, их   справедливость нужно было  подтвердить или  опровергнуть  с помощью    Резерфорд    эксперимента. Решающий вклад в  создание современной  теории строения атома внес  английский физик Эрнест

В 1911 г. Резерфорд совместно со  своими ассистентами Г. Гейгером и  Э. Марсденом экспериментально  обосновали ядерную модель атома. Цель опыта: выяснить  внутреннюю структуру атома: 1)Распределение массы 2)Распределение  положительного и  отрицательного заряда 3)Размеры атома

­свинцовый контейнер, содержащий крупицу радия.  ­ радиоактивное вещество (источник α­частиц) ­ узкий пучок  альфа­частиц ­ тонкая металлическая фольга ­ экран, покрытый сульфидом цинка;  каждая альфа­частица, попавшая на экран, вызывает  вспышку. Эти вспышки наблюдались глазом  с помощью  микроскопа  и подсчитывались. Экран вместе с микроскопом  мог поворачиваться, что позволяло изменять угол,  под  которым частицы попадали на экран.  Установка помещалась в  сосуд из которого выкачен воздух,  чтобы движению α ­частиц ничто не мешало.

Разбомбить! Мишень: золотая фольга Снаряды: α частицы: em m 8000 1 15 с 2 q e

1) В отсутствии препятствия на  пути α­частицы, на экране  образовывалось  одно светлое  пятно, т.к. α ­частицы  попадали на экран узким  пучком.  2) Если на пути α ­частиц  установить препятствие, в виде  тонкой металлической фольги,  то картина на экране  изменялась.

1) Золотая фольга имела толщину          0,4 мкм (4 • 10­7 м). Учитывая, что в  твердом теле атомы плотно  упакованы, а расстояния между их  центрами (по данным  рентгеноструктурного анализа)  составляют 2,5• 10­10 м, получаем, что  фольга по своей толщине содержит  около 1600 слоев атомов. 2) В ходе опыта было зафиксировано  более 100 000 вспышек, которые  отклонились на различные углы:

Угол  отклонения Число  вспышек 15 30 45 60 75 105 120 135 150   132 000 7 800 1 435 477 211 70 52 43 33 142 121 1 из 20 000 1 из 40 000 1 из 70 000

1) Альфа частицы пролетят  насквозь 2) Рассеяние будет  примерно 20 1) Угол рассеивания  >>20 2) Примерно 1/2000  частица отражалась Модель Томсона  Модель Томсона  не состоятельна!!! не состоятельна!!!

1. В центре находится маленькое  1. В центре находится маленькое  положительно заряженное ядро. положительно заряженное ядро. 2.2. Вокруг ядра движутся отрицательно  Вокруг ядра движутся отрицательно  заряженные электроны. заряженные электроны. 3. 3. qqя я = =  ΣΣqqee  = = номер элемента в таблице Менделеева номер элемента в таблице Менделеева

1) заряд ядра приблизительно равен половине  массового числа атома (при этом заряд электрона  принимается за единицу). Это дало основание  предположить, что заряд ядра атома соответствует  номеру химического элемента в таблице Менделеева: Qядра=Ze, где е — модуль заряда электрона. 2) Зная энергию альфа­частиц (5МэВ) и заряд ядра  атома золота (79), можно рассчитать, на какое  минимальное расстояние должны они сблизиться,  чтобы альфа­частица отклонилась на определенный  угол. Это дало возможность оценить размеры ядер  атомов, оказавшиеся порядка 10­14 м. Напоминаем, что  размеры самих атомов порядка 10­10 м, т.е. в 10 000 раз  больше.

Противоречие! Противоречие! е  движется по окружности,  значит с ускорением. Должен непрерывно  излучать энергию. Излучая, должен терять энергию  и приближаться к ядру. Атом должен прекратить своё  существование!   К явлениям атомных масштабов  К явлениям атомных масштабов  законы классической физики  законы классической физики  неприменимы! неприменимы!

1.Согласно законам классической механики и  электродинамики ядерная модель атома Резерфорда не  может быть стабильной системой.  2. В любом объеме нагретого атомарного газа должны быть  атомы как в «начале», так и в «конце» своего  существования. Следовательно, излучаемый таким газом  свет должен содержать электромагнитные волны  всевозможных частот, т.е. атомарный газ должен излучать  свет со сплошным спектром. 3. Ядерная модель атома с точки зрения классической  механики и электродинамики несовместима и с гипотезой  Планка:  ускоренно   движущийся   вокруг   ядра    электрон   должен   испускать электромагнитную волну  непрерывно, а не порциями, как утверждается в гипотезе  Планка.

1913 г 1913 г 1. Атом может находиться только в особых стационарных (квантовых)  1. Атом может находиться только в особых стационарных (квантовых)  состояниях, каждому из которых соответствует определённая энергия Еп,п,; ;  состояниях, каждому из которых соответствует определённая энергия Е в стационарном состоянии атом не излучает.  в стационарном состоянии атом не излучает.  2. При переходе из одного состояния в другое атом излучает (поглощает)  2. При переходе из одного состояния в другое атом излучает (поглощает)  фотон. фотон. ­ ­ ­ ­­­