53. Будова атоми та спектри. Модель атома за Резерфордом. Постулати Бора

А́том (або не́ділка^[1] від грец. άτομοσ — неподільний) — найменша, електронейтральна, хімічнонеподільна частинка хімічного елемента. Атом складається з щільного ядра з позитивно заряджених протонів та електрично нейтральних нейтронів, яке оточене набагато більшою хмарою негативно заряджених електронів. Коли число протонів відповідає числу електронів, атом електрично нейтральний; в іншому випадку це є іон, з певним електричним зарядом. Атоми класифікують відповідно до числа протонів та нейтронів: число протонів визначає хімічний елемент, а число нейтронів визначає нуклід елемента.

Утворюючи між собою зв'язки, атоми об'єднуються в молекули і великі за розміром тверді тіла.

Планетарна модель атома або модель Резерфорда — історична модель будови атома, яку запропонував Ернест Резерфорд внаслідок експерименту з розсіянння альфа-частинок. За цією моделлю атом складається із невеликого додатньо зарядженого ядра, в якому зосереджена майже вся маса атома, навколо якого рухаються електрони, подібно до того, як планети рухаються навколо Сонця. Планетарна модель атома відповідає сучасним уявленням про будову атома з врахуванням того, що рух електронів має квантовий характер і не описується законамикласичної механіки.

Історично планетарна модель Резерфорда прийшла на заміну «моделі сливового пудинга» Джозефа Джона Томсона, яка постулювала, що від'ємно заряджені електрони поміщені усередину додатньо зарядженого атома.

Постулати Бора:

1. Атомна система може перебувати тільки в особливих стаціонарних, або квантових станах, кожному з яких відповідає певна енергія E_n. У стаціонарному стані атом енергію не випромінює.

2. У стаціонарному стані атома електрон повинен мати дискретні (квантовані) значення моменту імпульсу. Радіуси r_n орбіт електронів задовольняють умову:

L_n = m*v_n * r_n = nh

де n=1,2,3…, m- маса електрона, h - зведена стала Планка.

3. Перехід атома з одного стаціонарного стану в інший супроводжується випромінюванням чи поглинанням фотонів, енергію яких hv визначають за формулою:

Hv_kn = E_k - E_n

де k і n - цілі числа (номери стаціонарних станів), якщо E_k ˃ E_n фотон з частотою  випромінюється, якщо E_k ˂ E_n - поглинається.

54. Теорія атому Водню за Бором. Закономірності в атомних спектрах.

Теорія Бора — це історично перша теорія, що на основі „квазікласичного підходу” описала „дискретну структуру” енергетичного спектру воднеподібних атомів. Нільс Бор запропонував видозмінити класичну механіку шляхом введення сталої Планка h. Він припустив, що не всі рухи, допустимі в класичній механіці реалізуються в атомних системах, а лише деякі, можна сказати „вибрані”. 

55. Лазери, їх застосування

Ла́зер (англ. LASER — Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, підсилення світла за допомогою вимушеного випромінювання) — пристрій для генерування або підсилення монохроматичного світла, створення вузького пучка світла, здатного поширюватися на великі відстані без розсіювання і створювати винятково велику густину потужності випромінювання при фокусуванні (10⁸ Вт/см² для високоенергетичних лазерів). Лазер працює за принципом, аналогічним принципові роботи мазера. Лазери використовуються для зв'язку (лазерний промінь може переносити набагато більше інформації, ніж радіохвилі), різання, пропалювання отворів, зварювання, спостереження за супутниками, медичних і біологічних досліджень і в хірургії.