31.Строение атома. Опыт Резерфорда по рассеянию веществом -частиц. Планетарная или ядерная модель атома.
Опыт:
Внутри полости, сделанной в куске свинца, помещалось радиоактивное вещ-во Р, служившее ист-ком а-частиц. Вследствие сильного торможения в свинце а-частицы могли выходить наружу лишь через узкое отверстие. На пути получавшегося таким способом узкого пучка а-частиц располагалась тонкая метал фольга Ф. при прохождении через фольгу а-частицы отклонялись от первонач-го напр-ния движения на различные углы θ. Рассеянные а-частицы ударялись об экран Е, покрытый сернистым цинком, и вызываемые ими сцинтилляции наблюдались в микроскоп М. микроскоп и экран можно было вращать вокруг оси, проходящей через центр рассеивающей фольги, и устанавливать т.о. под любым углом θ. Весь прибор помещался в откачанный кожух, чтобы устранить торможение а-частиц за счет столкновений с молекулами воздуха.
Оказалось, что некот количество а-частиц рассеивается на очень большие углы (почти до 180 гр). Т.о. Резерфорд пришел к выводу, что столь сильное отклонение а-частиц возможно только в том случае, если внутри атома имеется чрезвычайно сильное Эл поле, кот создается зарядом, связанным с большой массой и сконцентрированным в очень малом обэеме. Поэтому в 1911 Резерфорд предложил ядерную модель атома: атом представляет собой систему зарядов, в центре кот расположено тяжелое полож ядро с зарядом Ze, имеющее размеры, не превышающие 10-12 см, а вокруг ядра расположены Z электронов, распределенных по всему объему, занимаемому атомом. Почти вся масса атома сосредоточена в ядре.
Постулаты Бора и происхождение линейчатых спектров. Атом водорода и его спектр по теории Бора.
Постулаты Борна:
из бесконечного множества электронных орбит, возможных с точки зрения класс механики, осущ-ся в действительности только некот дискретные орбиты, удовлетворяющие опр-ым квантовым условиям. Электрон, находящийся на одной из этих орбит, несмотря на то, что он движется с ускорением, не изучает электромагнитных волн (света).
излучение испускается или поглащается в виде светового кванта энергии hw при переходе электрона из одного стационарного (устойчивого) состояния в другое. Величина светового кванта = разности энергий тех стационарных состояний, между кот совершается квантовый скачок электрона: hw=En-Em
Энергия водородоподобного атома в системе СИ определяется выражением
;
Горизонтальные
линии отвечают энергиям стационарных
состояний для первых трех значений
квантового числа
.
Расстояния между уровнями пропорциональны
квантам энергий, испускаемых атомом
при соответствующих переходах
электрона,(изображены стрелками).
При поглощении атомом квантов энергии
направление стрелок следует изменить
на противоположные.
Закономерности в атомных спектрах водорода. Формула Бальмера.
В соответствии с
последним постулатом Бора при переходе
электрона атома водорода из возбужденного
состояния в состояние соответствующее
уровню
(
)
атом водорода испускает квант
электромагнитного излучения с частотой
,
где 
–
постоянная Ридберга:
с-1.
Или длиной волны
,
определяемой выражением (с учетом, что
)
,
получивший название формулы Бальмера – Ритца.
Здесь
– постоянная Ридберга, выраженная в
м-1:
м-1.
Для водородоподобных атомов (атомов у которых в электронной оболочке только один электрон) обобщенная сериальная формула Бальмера – Ридберга имеет вид:
.
Используя постоянную Ридберга, выражение для энергии атома водорода принимает совсем простой вид (очень удобный при решении задач):
или
При
эта энергия равна работе ионизации
атома водорода
эВ.
Волновые свойства частиц. Гипотеза и формула де Бройля.
В 1924 Бройль выдвинул гипотезу, что дуализм не явл особенностью одних только оптический явлений, но имеет универсальное значение. Допуская, что частицы вещества наряду с корпускулярными св-вами имеют также и волновые, Бройль перенес на случай частиц вещества те же правила перехода от одной картины к другой, какие справедливы в случай света. Фотон обладает энергией
и импульсом:
По идее Бройля, движение электрона или какой-либо др частицы связано с волновым процессом, длина волны которой =
и импульсом
Опыты показали, что пучок микрочастиц опр скорости и направления дает дифракционную картину, подобную картине, получаемой от плоской волн