2. Импульсный ток

3. Излучение и поглощение света атомами. Сериальные формулы. Спонтанное и индуцированное излучение атомов.

Низшему энергетическому уровню атома соответствует орбита наименьшего радиуса. В обычном состоянии электрон находится на этой орбите. При сообщении порции энергии электрон переходит на другой энергетический уровень, т.е. "перескакивает" на одну из внешних орбит. В таком, так называемом возбужденном состоянии атом неустойчив. Через некоторое время электрон переходит на более низкий уровень, т.е. на орбиту меньшего радиуса. Переход электрона с дальней орбиты на ближнюю сопровождается испусканием светового кванта. Свет — это поток испускаемых атомами особых частиц — фотонов, или квантов электромагнитного излучения. Их следует представлять себе в виде отрезков волны, а не как частицы вещества. Каждый фотон несёт строго определённую порцию энергии, “выброшенную” атомом.

В основном состоянии атомы находятся на 1 энергетическом уровне с наименьшей энергией. Чтобы перевести атом на уровень 2, ему надо сообщить энергию hν=∆E=E2-E1. Или говорят, необходимо, чтобы атом провзаимодействовал с одним квантом энергии. Обратный переход 2 электронов может происходить самопроизвольно, только в одном направлении. Наряду с этими переходами возможны и вынужденные переходы под влиянием внешнего излучения. Переход 12 всегда вынужденный. Атом, оказавшийся в состоянии 2, живёт в нем в течении 10(с.-8)с, после чего атом спантанно возвращается в исходное состояние. Наряду со спонтанным переходом 21 возможен вынужденный переход, при этом излучается квант энергии, который вызвал этот переход. Это дополнительное излучение называется вынужденным или индуцированным. Т.о. под влиянием внешнего излучения возможны 2 перехода: вынужденное излучение и вынужденное поглощение, причем оба процесса равновероятны. Дополнительный квант, испускаемый при вынужденном излучении, приводит к усилению света. Индуцированное излучение обладает свойствами: 1) нагревание индуцированного кванта совпадает с напряжением индуцирующего кванта, 2) фаза, поляризация, частота индуцирующего излучения совпадает с фазой, поляризацией и частотой индуцирующего излучения, т.е. индуцированное и индуцирующее излучение высококогерентны, 3) при каждом индуцированном переходе происходит выигрыш в 1 квант энергии, т.е. усиление света.

БИЛЕТ 6

1. Измерение коэффициента вязкости жидкости методом вискозиметра. Рабочая формула

метода (вывод).

2. Переменное высокочастотное магнитное поле.

3. Строение атома. Модель Резерфорда. Постулаты Бора.

Существенную роль в создании классической модели атома (ядерной или планетарной) сыграли опыты Резенфорда по рассеянию α-частиц. α-частица представляет собой ядро атома гелия (He), образуется при распаде тяжелых элементов. Резерфорд исследовал рассеяние α-частиц на металлических фольгах.

α-частица обладает массой и зарядом, т.е. на нее могут

действовать гравитационные и эл. силы.Заряд, сосредоточенный в атоме, имеет положительный знак и сосредоточен в очень малом объеме. Из всех опытов Резенфорд пришел к следующим представлениям о строении атомоа. Внутри атома имеется положительно заряженное ядро, заряд которого +ze, причем в ядре сосредоточен весь положительный заряд атома. Заряд ядра совпадает с порядковым номером элемента в таблице Менделеева. Т.к. атом нейтрален, то в атоме кроме положительно заряженного ядра есть электроны, причем суммарный заряд электронов равен положительному заряду ядра. Положительно заряженное ядро и электроны, входящие в состав атома, определяют внутриатомное эл. поле, которое в свою очередь характеризует межатомные взаимодействия. Т.к. атом является устойчивой системой, то конфигурация электронов в атоме является устойчивой. Однако никакое устойчивое распределение зарядов не может быть статическим. На основании этого Резенфорд пришол к выводу, что электроны должны вращаться вокруг ядра, подобно вращению планет вокруг Солнца. В этом суть ядерной или планетарной модели Резенфорда.

Модель Резенфорда явилась существенным шагом вперед, т.к. представляла атом как динамическую систему электрических зарядов. Однако модель Резенфорда явилась не универсальной. Недостатки: 1) уравнение (1) содержит 2 взаимосвязанных неизвестных v и r. Поэтому имеет. для них бесчисленное множество решений. Значит, что при изменении расстояния, а значит v и энергия электрона в атоме будут изменяться непрерывно. => атом Резенфорда будет непрерывно излучать. Опыт показывает, что в н.у. атом не излучает. 2) Т.к. атом Резенфорда излучает непрерывно, то спектр излучения атома должен быть сплошным. Опыт показывает, что спектры носят линейчатый характер. 3) Согласно законам электродинамики электрон, вращаясь вокруг ядра, обладая нормальным ускорением, должен непрерывно излучать электро-магнитные волны => его энергия и расстояние м/у электроном и ядром должны непрерывно убывать.

Первую попытку сформулировать законы, которым подчиняется движение электронов в атоме предпринял Бор на основе представлений о том, что атом является устойчивой системой и что энергия, которую может излучать или поглощать атом, квантовая.

2 постулата: 1) Атом обладает устойчивыми или стационарными состояниями, причем энергия атомов в этом состоянии образует дискретный ряд значений (постулат стационарных значений) E1, E2, E3…En. 2) Всякому излучению или поглощению энергии должен соответствовать переход атома из одного стационарного состояния в другое. При каждом таком переходе испускается монохроматическое излучение, частота которого определяется ν=(En – Em)/h(в) (правило частот Бора).

БИЛЕТ 7