Планетарная модель атома

Слайд #1

Слайд #2

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

Слайд #3

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

Слайд #4

свинцовый контейнер, содержащий крупицу радия. радиоактивное вещество (источник α-частиц) - узкий пучок альфа-частиц - тонкая металлическая фольга - экран, покрытый сульфидом цинка; каждая альфа-частица, 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.

Слайд #5

Разбомбить! Мишень: золотая фольга Снаряды: α частицы:

Слайд #6

1) В отсутствии препятствия на пути α-частицы, 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.

Слайд #7

1) Золотая фольга имела толщину 0,4 мкм (4 • 10-7 м). Учитывая, что в твердом теле атомы плотно упакованы, а расстояния между их центрами (по данным рентгеноструктурного анализа) составляют 2,5• 10-10 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:

Слайд #8

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

Слайд #9

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

Слайд #10

1. В центре находится маленькое положительно заряженное ядро. Вокруг ядра движутся отрицательно заряженные электроны. 3. qя = Σqe = номер элемента в таблице Менделеева

Слайд #11

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 альфа-частиц (5МэВ) и заряд ядра атома золота (79), можно рассчитать, на какое минимальное расстояние должны они сблизиться, чтобы альфа-частица отклонилась на определенный угол. Это дало возможность оценить размеры ядер атомов, оказавшиеся порядка 10-14 м. Напоминаем, что размеры самих атомов порядка 10-10 м, т.е. в 10 000 раз больше.

Слайд #12

Противоречие! 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 законы классической физики неприменимы!

Слайд #13

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.

Слайд #14

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

Слайд #15