Модель атома Резерфорда и Бора. Постулаты Бора. Квантовые генераторы.
1. Первая модель атома была предложена английским физиком Томсоном: положительный заряд атома занимает весь объем, а в нем расположены отрицательно заряженные электроны (булка с изюмом).
Модель Резерфорда:
В опытах по изучению строения атома Резерфорд располагал на пути α-частиц металлическую фольгу и изучал рассеяние α-частиц фольгой. Оказалось, что большинство α-частиц пройдя сквозь фольгу, продолжает лететь в прежнем направлении или отклоняется на небольшой угол. Лишь некоторое число α-частиц сильно изменяло направление своего движения, а отдельные α-частицы даже отбрасывались назад. Это доказало, что почти вся масса атома сосредоточена в центре, т.е. там находится положительно заряженное ядро, которое отталкивает пролетающие мимо α-частицы. Вокруг ядра движутся электроны, которые заряжены отрицательно. Число протонов равно числу электронов и в целом атом нейтрален. Число электронов равно порядковому номеру элемента в таблице Менделеева.
Ядро имеет диаметр 10-12 – 10-13 см
Диаметры орбит электронов 10-8 см
Заряд электрона – 1,6·10-19 Кл
Ядро состоит из положительно заряженных протонов, заряд протона 1,6·10-19 Кл и нейтральных частиц – нейтронов
Протоны и нейтроны называются нуклонами
Масса протона в 1836 раз > массы электрона.
|
|
|
2. Т.к. электроны движутся вокруг ядра, это движение ускоренное. Следовательно, должно сопровождаться излучением электромагнитных волн и потерей энергии, а теряя энергию электроны должны приближаться к атому. Но этого не происходит. Объяснение этому факту дал в 1913 году датский физик Нильс Бор.
Постулаты Бора:
1) атомная система может находиться только в особых стационарных или квантовых состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия Е n. В стационарном состоянии атом не излучает.
2) при переходе атома из одного стационарного состояния в другое происходит излучение. Энергия излученного фотона равна разности энергий стационарных состояний hν = Ek- En
При переходе из стационарного состояния с меньшей энергией, в состояние с большей энергией, атом поглощает фотон.
При переходе из состояния с большей энергией, в состояние с меньшей энергией, атом излучает энергию.
По теории Бора при движении электрона по ближайшей к ядру дозволенной орбите, атом находится в основном состоянии, которое является наиболее устойчивым и атом может в нем находиться сколько угодно долго.
Когда электрон движется по какой-либо другой орбите, состояние атома называется возбужденным и является менее устойчивым, и атом может находиться в нем очень короткое время (≈10-8 с), а затем самопроизвольно переходит в основное состояние
|
|
|
3. Лазер – оптический квантовый генератор, создающий мощное узконаправленное, монохроматическое излучение.
В 1940 г. советский физик Фабрикант указал на возможность использования вынужденного излучения для усиления электромагнитных волн.
1954 г. – советские ученые Басов и Прохоров и американский физик Таунс создали микроволновой генератор.
1960 г. – в США создан 1 лазер – квантовый генератор электромагнитных волн в видимом диапазоне спектра.
Мощность лазеров 1012 –1013 Вт с 1 см2, а мощность излучения Солнца 7∙103 Вт.
В обычных условиях атомы находятся в основном состоянии и не излучают. При облучении вещества атомы поглощают энергию и переходят в возбужденное состояние (3). На этом уровне атомы находятся короткое время и переходят на уровень (2) без излучения света. Время жизни на уровне (2) больше и составляет 10-3с. И на этом уровне атомы собираются, а затем под действием внешней электромагнитной волны переходят на уровень (1), что сопровождается излучением.
Виды лазеров: рубиновые, газовые, полупроводниковые, газодинамические.
Применение:
1) сварка
2) хирургические операции
3) голография
4) светолокатор (измеряет расстояние до предметов).
Тема 26
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 559; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!