Атомная физика (физика атома)
Ключевые слова конспекта «Атомная физика (физика атома)»: планетарная модель атома Резерфорда, постулаты Бора, постоянная Планка, формула Бальмера, серия Бальмера, Лаймана, Пашена.
Раздел ЕГЭ по физике: 5.2. Физика атома.
Планетарная модель атома Резерфорда
Резерфорд, изучая рассеяние быстрых альфа-частиц при прохождении их через тонкую золотую фольгу, обнаружил, что все альфа-частицы рассеиваются на всевозможные углы, вплоть до углов, близких к 180°.физика атома
Ядерная модель атома (по Резерфорду): тяжелое положительное ядро, содержащее почти всю массу атома и заряд Z•e, е — заряд электрона, имеет радиус порядка 10–15 м. Вокруг него движутся электроны в пределах объема радиусом 10–10 м. Заряд ядра равен суммарному заряду электронов в электронной оболочке атома, следовательно, атом электрически нейтрален.атомная физика
Противоречия модели атома (по Резерфорду)
Обращающиеся вокруг ядра электроны обладают центростремительным ускорением, а значит, должны излучать. За счет кулоновских сил расстояние между электроном и ядром непрерывно уменьшается, а частота непрерывно растет и в рамках классической физики спектр излучения атома — непрерывный, что противоречит эксперименту.
Атом с изменяющимися параметрами — неустойчив (электрон должен «упасть» на ядро), в действительности атомы устойчивы и в состоянии с минимальной энергией могут существовать неограниченно долго.
Оставаясь в рамках классической механики, Резерфорд не смог разрешить данные противоречия.
Постулаты Бора
В атоме существуют устойчивые (стационарные) орбиты, движение электрона по которым не сопровождается излучением или поглощением энергии.
При переходе атома из одного стационарного состояния в другое происходит излучение или поглощение кванта энергии:
h • vmn = Еm – Еn.
Момент импульса электрона, находящегося на стационарной орбите, квантуется:
m • υn • rn = n • ħ,
где n — номер стационарной орбиты, ħ = h/2p = 1,05 • 10–34 Дж•с — постоянная Планка (аш (h) с чертой).
Боровская модель атома водорода. Серия Бальмера.
Спектры испускания и спектры поглощения
Атом с одним вращающимся вокруг ядра электроном называется водородоподобным атомом.
Боровская модель атома водорода описывает атом водорода и водородоподобные атомы.
Энергетический уровень — энергия, которой обладает электрон в атоме, находящемся в определенном стационарном состоянии.
Основное состояние атома — состояние с минимальной энергией.
Атом водорода имеет определенный спектр энергий. Состояние атома с n = 1 называют основным состоянием. Энергия основного состояния электрона в атоме водорода: