9 Билет.

Датой открытия электрона считается 1897 год, когда Томсоном был поставлен эксперимент по изучению катодных лучей. Первые снимки треков отдельных электронов были получены Чарльзом Вильсоном при помощи созданной им туманной камеры.

Планетарная модель атома, или модель Резерфорда — историческая модель строения атома, которую предложил Эрнест Резерфорд в результате эксперимента с рассеиванием альфа-частиц. По этой модели атом состоит из небольшого положительно заряженного ядра, в котором сосредоточена почти вся масса атома, вокруг которого движутся электроны, — подобно тому, как планеты движутся вокруг Солнца. Планетарная модель атома соответствует современным представлениям о строении атома с учётом того, что движение электронов имеет квантовый характер и не описывается законами классической механики. Исторически планетарная модель Резерфорда пришла на смену «модели сливового пудинга» Джозефа Джона Томсона, которая постулирует, что отрицательно заряженные электроны помещены внутрь положительно заряженного атома.

Беккерель долгое время занимался изучением различных флюоресцирующих веществ, которые под влиянием солнечного освещения начинают излучать свой собственный,характерный для них свет

Сначала Беккерель не сомневался в том, что это и есть рентгеновские лучи. Однако очень скоро он понял, что ошибся. Случилось однажды так,что день, в который он произ­водил свои опыты, был пасмурным, и соль урана почти не флюоресцировала.Полагая, что опыт будет неудачен, он убрал пластинку вместе с двойной сернокислой солью урана-калия в шкаф,где она и пролежала несколько дней.Перед новым опытом, не будучи уверенным в пригодности этой пластинки,он её проявил.К своему удивлению,он обнаружил на; пластинке потемнение,представляющее отпечаток соли,причём интенсивность отпечатка была необыкновенно сильной. Между тем в тёмном шкафу соль не флюоресцировала.Следо­вательно,дело было вовсе не в флюоресценции:что-то дейст­вовало на пластинку и без неё.

Было очевидно, что Беккерель столкнулся с какими-то новыми лучами. Очень скоро удалось установить,что эти лучи обязаны своим возникновением урану.Только те из флюоресцирующих веществ, в состав которых входил уран, действовали на фотографическую пластинку. На фотопла­стинку действовали любые соли урана. Однако сильнее всего действовал сам уран.

Испытание вещества производится просто. Заряжают электроскоп- прибор, позволяющий измерять электрические заряды.Когда электроскоп заряжают, листочки его, прикреп­лённые к металлическому стержню, отталкиваются друг от друга и расходятся на некоторый угол, тем больший,чем больший заряд получает электроскоп.В таком положении листочки будут находиться до тех пор, пока на стерженьке электроскопа будет сохраняться заряд. Заряд же будет со­храняться лишь в том случае,если листочки будут хорошо изолированы от корпуса электроскопа.Воздух, как известно, является хорошим изолятором, поэтому обычно листочки, отошедшие друг от друга,довольно долго сохраняют своё положение. Стоит, однако, ^внести в электроскоп немного урана или его солей,как он быстро разрядится, листочки спадут и соединятся друг с другом.Так, в течение буквально двух-трёх минут можно установить,излучает ли испытуемое вещество лучи Беккереля или нет (следует отметить, что этот простой способ обнаружения веществ, излучающих лучи Беккереля,находит себе применение и поныне).

Продолжая свои поиски,Кюри натолкнулась на удиви­тельный факт. Оказалось,что урановая смоляная обманка- руда, из которой добывают металлический уран, испускает беккерелевы лучи с гораздо большей интенсивностью,чем чистый уран. Стало ясно, что в смоляной обманке находится в виде примеси какое-то новое вещество,способное испускать лучи Беккереля с очень большой интенсивностью,ибо малая примесь этого вещества,ускользавшая от внимания химиков, излучала сильнее, чем уран, которого в руде было несрав­нимо больше. Долгим и упорным трудом Марии Кюри,ра­ботавшей вместе со своим мужем Пьером Кюри, удалось выделить два новых вещества- носителей беккерелевского излучения. Всем веществам,способным излучать лучи Беккереля,Мария Кюри дала общее название-радиоактивные(что значит способные испускать лучи), а само явление - испускание этих лучей -получило название радиоактивности.В даль­нейшем и сами лучи,открытые Беккерелем,стали называть радиоактивными лучами.

Два новых вещества, открытых Кюри, не находились в списке ранее известных элементов (уран и торий были извест­ны задолго до открытия Беккереля).Это были новые элементы. Один из них был назван полонием (в честь Польши- родины Марии Склодовской-Кюри).Другой радиоактивный элемент, сходный по химическим свойствам с барием, назвали радием.

Открытие радия было великим делом.По своему значению его можно смело поставить в один ряд с открытием лучей Беккереля или Рентгена.Интенсивность излучения радия ока­залась в миллион раз больше интенсивности лучей урана.Это количественное различие привело к громадным последствиям.Благодаря силе радиевого излучения удалось подметить целый ряд новых свойств радиоактивных лучей, а некоторые из них нашли себе вскоре и практическое применение.

Билет 10

4. Квантовая теория.

• Классическая физика конца 19 в., согласно которой энергетические процессы представлялись непрерывными, не могла объяснить множества новых экспериментальных данных (явлений радиоактивности, фотоэффекта и т.д.).

• М. Планк предположил, что энергия излучается не постоянным потоком, а дискретными неделимыми порциями (квантами). Это утверждение касается только микромира т.к. величина этой порции энергии очень мала (h – постоянная Планка = 6,6·10^-34 Дж·с).

Самому Планку эта идея не нравилась, т.к. приходилось допускать, что все процессы в микромире происходят прерывисто, поэтому он считал кванты просто удобным математическим описанием, а не физической реальностью.

Идеи Планка первоначально не были приняты физиками (он говорил: «Обычно научные истины побеждают не так, что их противников убеждают, и они признают правоту новой истины, а большей частью так, что противники эти постепенно вымирают, а подрастающее поколение усваивает истину сразу»).

• А. Эйнштейн – перенес идею с теплового излучения на излучение вообще → свет – это поток квантов → свет имеет корпускулярную природу (как думал Ньютон!)

При помощи квантовой теории он объяснил явление фотоэффекта (1921 – Ноб. премия) – испускание электронов при воздействии электромагнитного излучения.

Эйнштейн рассматривал свет как поток частиц, которые обладают определенной энергией. Если энергия частиц света меньше той, которая необходима для выбивания электрона из металла, то они остаются на его поверхности. В противном случае электроны, поглотив фотоны света, получают дополнительную энергию и покидают металл.

Это доказывало корпускулярную природу света.

• С другой стороны, интерференция и дифракция света – это доказательства его волновой природы.

Де Бройль предположил, что материи присущи и св-ва частицы (дискретность), и св-ва волны (непрерывность) → т.о. он показал корпускулярно-волновой дуализм свойств материи.

Шредингер – вывел уравнение, описывающее поведение волн материи.

Т.о. возникла Квантовая физика – раздел физики, описывающий законы поведения микрочастиц (элементарных частиц, атомов, молекул) и их систем.