- •Предпосылки возникновения квантовой физики
- •1.Предпосылки создания квантовой механики
- •1.1Волны де Бройля
- •1.1 Волны де Бройля
- •1.1 Волны де Бройля
- •1.1.1. Длина волны де Бройля и импульс частицы.
- •1.1.1. Длина волны де Бройля и импульс частицы.
- •1.1.1. Длина волны де Бройля и импульс частицы.
- •1.1.1. Длина волны де Бройля и импульс частицы.
- •1.1.1. Длина волны де Бройля и импульс частицы.
- •1.1.1.Длина волны де Бройля и импульс частицы.
- •1.1.2. Соответствие гипотезы де Бройля СТО.
- •1.1.2. Соответствие гипотезы де Бройля СТО.
- •1.1.2. Соответствие гипотезы де Бройля СТО.
- •1.1.2. Соответствие гипотезы де Бройля СТО.
- •1.1.2. Соответствие гипотезы де Бройля СТО.
- •1.1.2. Соответствие гипотезы де Бройля СТО.
- •1.1.3. Гипотеза де Бройля. Основные результаты.
- •1.1.3. Гипотеза де Бройля. Основные результаты.
- •1.1.4. Экспериментальная проверка гипотезы де Бройля.
- •1.1.4. Экспериментальная проверка гипотезы де Бройля.
- •1.1.4. Экспериментальная проверка гипотезы де Бройля.
- •1.Предпосылки создания квантовой механики.
- •Модель атома Томсона
- •Усовершенствованная модель атома Томсона
- •Модель атома Нагаоке
- •Планетарная модель атома
- •Быть может, эти электроны - миры, где пять материков,
- •1.3.Опыты
- •Эрнест Резерфорд (1871 - 1937)
- •Исследование a-частиц
- •Рассеяние a-частиц золотой фольгой
- •Рассеяние a-частиц золотой фольгой
- •Рассеяние a-частиц золотой фольгой
- •Рассеяние a-частиц золотой фольгой
- •И все-таки они вертятся?
- •1.4.Правило
- •Что общего у атома и квантов?
- •Правило квантования Бора - Зоммерфельда
- •Правило квантования Бора - Зоммерфельда
- •Правило квантования Бора - Зоммерфельда
- •Правило квантования Бора - Зоммерфельда
- •Правило квантования Бора - Зоммерфельда
- •Правило квантования Бора - Зоммерфельда
- •Правило квантования Бора - Зоммерфельда
- •Правило квантования Бора - Зоммерфельда
- •1.5.Боровская теория атома водорода.
- •Боровская теория водородоподобного атома
- •Боровская теория водородоподобного атома
- •Боровская теория водородоподобного атома
- •Боровская теория водородоподобного атома
- •Боровская теория водородоподобного атома
- •Схема энергетических уровней атома водорода
- •Постулаты Бора
- •Постулаты Бора
- •Постулаты Бора
- •При поглощении энергии атомом электрон переходит с внутренней орбиты на внешнюю, более далекую
- •1.6.Экспериментальные
- •Оптические спектры испускания атомов
- •Применение спектрального анализа
- •Как проверить?
- •Схема
- •Опыт Франка и Герца.
- •Опыт Франка и Герца.
Как проверить?
Формула Бальмера - странная, но красивая
Формула Ридберга - обобщение формулы Бальмера:
R - постоянная Ридберга, s и p - дробные поправки, менявшиеся от серии к серии. Для водорда s = 1, p = 1.
м-1.
Согласно теории Бора
Схема
энергетических
уровней
атома
водорода
Опыт Франка и Герца.
Дж. Франк и Г. Герц, 1913 г.
Стеклянная колба заполнена парами ртути. Электроны вылетают из нагретого катода К и ускоряются напряжением U, создаваемым батареей G1. Между сеткой C и анодом А – слабое тормозящее поле U2 = 0,5 B
На рисунке показана вольт-амперная характеристика данного устройства.
Возрастание ускоряющего напряжения U от 0 до 4,9 В сопровождается ростом силы тока. С ростом напряжения всё большее число электронов преодолевают область пространственного заряда у катода.
При достижении значения ускоряющего напряжения U = 4,9 В сила тока резко падает.
Электроны с кинетической энергией E = 4,9 эВ полностью теряют её в результате столкновений с атомами ртути.
Опыт Франка и Герца.
В результате неупругих столкновений с электронами атомы ртути приобретают энергию E = 4,9 эВ, энергия же электронов после столкновения пренебрежимо мала и они полностью задерживаются малым напряжением U2.
Таким образом, расстояние между двумя энергетическими уровнями атома ртути ΔЕ = 4,9 эВ.
Этот вывод подтверждается тем, что атомы ртути начинают самопроизвольно испускать ультрафиолетовое излучение. Частота излучения совпадает с рассчитанной по формуле
Гц.