40) Модель атома Резерфорда

Опыты Резерфорда и его сотрудников привели к выводу, что в центре атома находится плотное положительно заряженное ядро, диаметр которого не превышает 10–14–10–15 м. Это ядро занимает только 10–12 часть полного объема атома, но содержит весь положительный заряд и не менее 99,95 % его массы. Веществу, составляющему ядро атома, следовало приписать колоссальную плотность порядка ρ ≈ 1015 г/см3. Заряд ядра должен быть равен суммарному заряду всех электронов, входящих в состав атома. Впоследствии удалось установить, что если заряд электрона принять за единицу, то заряд ядра в точности равен номеру данного элемента в таблице Менделеева.

Опираясь на классические представления о движении микрочастиц, Резерфорд предложил планетарную модель атома. Согласно этой модели, в центре атома располагается положительно заряженное ядро, в котором сосредоточена почти вся масса атома. Атом в целом нейтрален. Вокруг ядра, подобно планетам, под действием кулоновских сил со стороны ядра вращаются электроны (рис. 6.1.4). Находиться в состоянии покоя электроны не могут, так как они упали бы на ядро.

Рисунок 6.1.4.

Планетарная модель атома Резерфорда. Показаны круговые орбиты четырех электронов

41) Постулаты Бора

Первый постулат. Атом может находиться не во всех состояниях, допускаемых классической физикой, а только в особых стационарных состояниях, каждому из которых соответствует своя определенная энергия Еn. В стационарном состоянии атом не излучает.

Второй постулат. При переходе электрона с одной орбиты (энергетического уровеня) на другую излучается или поглощается фотон. Энергия излученного или поглощенного фотона равна разности энергий стационарных состояний: hν = En – Em, где h = 6,63·10–34 Дж·с – постоянная Планка, ν – частота фотона.

Третий постулат. В стационарном состоянии электрон может двигаться только по такой ("разрешенной") орбите, радиус которой удовлетворяет условию: где n - номер стационарного состояния (n = 1, 2, 3...).

42) Элементарная боровская теория водородоподобного атома

Под действием кулоновской силы электрон в атоме движется по круговой орбите в соответствии с уравнением: m_ea_цс = F.

a_цс = V²/r

Полная энергия электрона равна: , подставляя радиус орбиты получим:n=(1,2,3….)

43) Гипотеза де Бройля

Согласно гипотезе де Бройля каждая движущаяся материальная частица обладает волновыми свойствами, причем соотношения, связывающие волновые и корпускулярные характеристики частицы остаются такими же, как и в случае электромагнитного излучения. Напомним, что энергия Е и импульс Р фотона связаны с круговой частотой и длиной волнысоотношениями

По гипотезе де Бройля движущейся частице, обладающей энергией Е и импульсом Р, соответствует волновой процесс, частота которого равна а длина волны

44) Принцип неопределённости

ПРИНЦИП НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ, физический закон, который утверждает, что нельзя одновременно точно измерить координаты и импульс микроскопического объекта, т.к. процесс измерения нарушает равновесие системы. Произведение этих двух неопределенностей всегда больше ПОСТОЯННОЙ ПЛАНКА.