Атом и ядро
Модель Бора. Линейчатые спектры
Мякишев «Физика 11», физика атома
◆
Что нужно помнить из 7–9 класса
база 7–9 классаОпыт Резерфорда показал: почти вся масса и весь положительный заряд атома собраны в крошечном ядре, вокруг — электроны.
+Короткое напоминание2
Большинство α-частиц проходило фольгу насквозь, но примерно одна из восьми тысяч отскакивала назад.
Ядро меньше атома примерно в сто тысяч раз — атом почти пуст.
1
От Резерфорда к планетарной модели
Рассеяние α-частиц на фольге показало: почти вся масса и весь положительный заряд собраны в крошечном ядре.
+Что именно увидели3
Подавляющее большинство частиц проходило насквозь почти без отклонения — атом в основном пуст.
Но редкие частицы отскакивали назад. Отбросить тяжёлую α-частицу может только очень массивный и компактный объект.
Так появилась планетарная модель: ядро в центре, электроны вокруг.
⚗Опыт в Физлабе
Опыт Резерфорда
Меняй параметры пучка и следи за долей отклонившихся частиц.
2
Постулаты Бора
Атом живёт в стационарных состояниях с определёнными энергиями и в них не излучает. Излучение и поглощение происходят только при переходах.
hν=En−Ekчастота кванта равна разности энергий уровней, делённой на h +Зачем понадобились постулаты3
По классике вращающийся электрон должен непрерывно излучать и за мгновение упасть на ядро. Атомы устойчивы — значит классика здесь не работает.
Переход вниз — излучение фотона, вверх — поглощение.
Ионизация — отрыв электрона: нужна энергия не меньше модуля энергии текущего уровня.
⚗Опыт в Физлабе
Атом Бора
Переводи электрон между уровнями и смотри на энергию излучённого кванта.
3
Линейчатые спектры
Раз уровни дискретны, атом излучает только определённые частоты. Спектр разреженного газа — набор отдельных линий.
+Спектральный анализ3
Набор линий свой у каждого элемента — это его «отпечаток пальца».
Поэтому по спектру определяют состав вещества, в том числе состав звёзд, до которых не долететь.
Уровни энергии отрицательны и сгущаются к нулю; E1 — основное состояние, самое глубокое.
Следи за знаком при сравнении уровней. E2=−3,4 эВ больше, чем E1=−13,6 эВ. И самый длинноволновый фотон отвечает минимальному перепаду энергий, а не максимальному. Разобранные примеры
Электрон переходит с уровня −3,4 эВ на уровень −13,6 эВ. Какова энергия излучённого фотона?разбор
- Энергия фотона равна разности уровней: E=E2−E1.
- −3,4−(−13,6)=10,2 эВ.
- Переход ВНИЗ означает излучение; переход вверх потребовал бы поглощения.
Почему спектр атома линейчатый, а не сплошной?разбор
- Энергия электрона в атоме принимает лишь определённые значения — уровни.
- Переходы возможны только между уровнями, значит энергии фотонов дискретны.
- Каждой разности уровней отвечает своя частота — отсюда отдельные линии.
Ответ: энергетические уровни дискретны