
- •Уравнения Максвелла.
- •Природа дискретного и непрерывного.
- •Эволюция представлений строения атома.
- •Спектры излучения и поглощения света.
- •Газообразное вещество в молекулярном состоянии.
- •Модель н.Бора
- •Квантовая модель атома
- •Корпускулярно-волновой дуализм.
- •Основные принципы квантовой теории.
- •*В квантовой механике состояние микрообъекта полностью определяется волновой функцией. Задание волновой функции для данного момента времени определяет ее значение в последующие моменты.
Природа дискретного и непрерывного.
*В философском плане разделение мира на тела и частицы, с одной стороны, и сплошную среду, поле и пустое пространство - с другой, соответствует выделению двух крайних свойств мира - его дискретности и непрерывности.
1. Дискретность (прерывистость) означает - «зернистость», конечную делимость пространственно-временного строения и состояния предмета или объекта, его свойств и форм движения (скачки);
2. Непрерывность выражает единство, целостность и неделимость объекта, сам его устойчивого существования. Для непрерывного нет границ делимого.
*В математике этим философским категориям соответствуют дискретное множество натуральных чисел и непрерывное множество (континуум) действительных чисел. Для точного описания свойств сплошной среды был разработан специальный раздел математики.
*Развитие концепции поля позволило понять их диалектическое единство и построить электромагнитную картину мира.
*В современной квантовой теории это единство нашло обоснование в концепции корпускулярно-волнового дуализма.
*Электромагнитное возмущение в пространстве распространяется посредством электромагнитных волн. Максвелл установил, что
распространение электромагнитных волн происходит со скоростью света и свет имеет электромагнитную природу, т.е. представляет собой электромагнитную волну определенной длины. Это явилось обоснованием принципа близкодействия.
Любое поле имеет дискретную структуру:
Электромагнитное взаимодействие является результатом обмена частицами - фотонами - квантами электромагнитного поля.
Гравитационное взаимодействие является результатом обмена гравитонами;
Ядерные взаимодействия - мезонами и векторными бозонами.
Частицы создают в каждой точке окружающего их пространства особое состояние материи - поле сил.
*В рамках классического естествознания дискретные и непрерывные свойства мира выступают как противоположные друг другу, отдельные и независимые друг от друга и дополняющие общее представление о мире.
*Развитие концепции поля позволило понять их диалектическое единство. В современной квантовой теории это единство противоположностей дискретного и непрерывного нашло глубокое обоснование в концепции корпускулярно- волнового дуализма.
*Вещество обладает следующими свойствами:
дискретность;
занимает меньшую часть пространства;
имеет конечное число степеней свободы;
имеет массу.
*Для корпускул характерны следующие параметры:
Масса
Заряд
Время жизни
Энергия
импульс
Эволюция представлений строения атома.
*Открытие сложного строения атома -важнейший этап становления современной науки. В процессе создания количественной теории строения атома были сформированы новые представления о свойствах микрочастиц, которые описываются квантовой механикой.
*Представления об атомах как неделимых частицах вещества возникли еще в античные времена: Демокрит, Эпикур, Лукреций. К началу 18 века атомистическая теория приобретает большую популярность, т.к. работами А.Лавуазье, М.В.Ломоносова, Д.Дальтона была доказана реальность существования атомов.
*К концу 19 столетия - началу 20 века в результате исследования катодных лучей, возникающих при электрическом разряде в сильно разреженных газах ученые пришли к выводу о сложном строении атома.
*Изучение строения атома началось с открытия электрона в 1897 г. Дж.Томсоном, Дж.Томсон предложил первую модель атома. Модель" Томсона не предполагала положительно заряженных частиц внутри атома. Эта модель не могла объяснить испускания положительно заряженных альфа частиц радиоактивными веществами и ряд др. вопросов.
*Положительно заряженная часть атома была открыта е 1911 г. Э.Резерфордом.
Скорость движения альфа частиц = 20000км.\с. камера Ч.Вильсона ( 1869-1959). Рассеяние альфа частиц.
*Следующей моделью явилась планетарная модель э.Резерфорда. Таким образом, изучение рассеяния альфа-частиц положило начало ядерной теории атома. Одной из задач стоящих перед теорией атомного строения было определение заряда ядра различных атомов. В решении этой задачи большую помощь оказало изучение спектров рентгеновских лучей.
*В 1913 г. англ. Ученый Г.Мозли, изучая рентгеновские спектры, нашел
соотношение между длинами волн рентгеновских лучей и порядковым номером соответствующих элементов.
*Закон Мозли: «квадратный корень из обратной величины длины волны линейно зависит от атомного номера химического элемента».
Ядерная модель атома Резерфорда получила дальнейшее развитие в работах Н.Бора, в которых учение о строении атома неразрывно связано с учением о происхождении спектров. Линейчатые спектры получаются при разложении света, испускаемого атомами разреженных паров или газов. Каждому элементу отвечает свои спектр.
*Развивая ядерную теорию Резерфорда. ученые пришли к выводу, что сложная структура линейчатых спектров обусловлена происходящими внутри атома колебаниями электронов.
*Вращение- испускание эл.магн.волн - уменьшение энергии - уменьшение частоты – падение электрона на ядро - исчезновение атома. Выход из тупика был найден Нильсом Бором на пути развития квантовых представлений о процессах в природе.