Опыт Резерфорда. Постулаты Бора. Опыт Франка и Герца
Лекция № 33
Тема № 13Атомная физика
Занятие № 13/1Боровская модель атома
Тольятти 2007
Тольяттинский военный технический институт
Кафедра «Математика и физика»
Н.А. Леонова
У Т В Е Р Ж Д А Ю
Заведующий кафедрой
к.э.н А. Баранов
«___» ________ 200_ г.
Дисциплина «Физика»
Лекция № 33
Тема № 13 Атомная физика
Занятие № 13/1 Боровская модель атома
Обсуждено на заседании
кафедры «__» ______ 200__ г.
Протокол № ___
Тольятти 2007
Содержание
Цель занятия:Раскрыть строение атома.
Введение
Основная часть
Вопросы: 1. Опыт Резерфорда. Постулаты Бора. Опыт Франка и Герца.
2. Боровская модель атома водорода.
3. Гипотеза де Бройля. Волновые свойства вещества.
Выводы
Список используемой литературы
1. Савельев И.В. «К Ф» т. 3 стр 35-50.
2. Трофимова «КФ» стр.
Наглядные пособия
1. Электронные слайды
2. Плакаты
Введение
Представление об атомах как неделимых мельчайших частиц вещества возникло еще в античные времена. В середине века во время безграничного господства церкви, учение об атомах, будучи материалистическим не могло получить дальнейшего развития к началу XVIII в. Атомистическая теория, приобрела большую популярность, т.к. к этому времени в работах М.В. Ломоносова, Д. Дальтона была доказана реальность существования атомов.
Большую роль в развитии атомистической теории Д.И. Менделеев, разработавший периодическую систему элементов в которой впервые на научной основе был поставлен вопрос о единой природе атомов.
Во второй половине XIX в. Экспериментально было доказано, что электрон является одной из основных частей любого вещества.
Эти выводы, а также многочисленные экспериментальные данные привели к тому, что в начале XX в. серьезно встал вопрос о строение атома.
Опыт Резерфорда. Постулаты Бора. Опыт Франка и Герца
В 1903 г. Дж. Томпсон предложил модель, согласно которой атом представляет собой равномерно заполненный положительный электрический шар, внутри которого находятся электроны. Суммарный положительный заряд шара равен заряду электронов, так что атом в целом нейтральны.
Опыт Резерфорда 1911 г.
| Ф – фольга Р – радиоактивное вещество Э – экран М - микроскоп | |||
| Результаты | Выводы | |||
1. Основная часть  -частиц испытывает незначительные отклонения. | Значительное отклонение -частиц обусловлено их взаимодействием с положительным зарядом большой массы. | |||
| 2. Значительное отклонение испытывают лишь немногие -частицы. | Положительный заряд атома сосредоточен в объеме, очень малом по сравнению с объемом атома. | |||
Ядерная модель атома
Атом представляет собой систему зарядов, в центе которой расположено тяжелое ядро с зарядом Ze, имеющее размеры не превышающие 10-14 м, а вокруг ядра расположены Z электронов, расположенных по всему объему, занимаемым атомом.
Между электронами и ядром существуют электрические взаимодействия. Согласно, второму закону Ньютона для электрона, движущегося под действием кулоновской силы справедливо выражение
, где 
- скорость электрона на орбите радиуса r.
Однако, модель Резерфорда противоречие законам классической электродинамики: система неподвижных зарядов не может находится в устойчивом состоянии
 | Если предположить, что электрон движется с ускорением, он должен непрерывно излучать электромагнитные волны. Процесс сопровождается потерей энергии. |
Постулаты Бора
1. В атоме существуют стационарные состояния, в которых он не излучает энергии m rn =nh (n = 1,2,3…).
2. При переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую излучается (поглощается) квант излучается с энергией
hv = En - Em
равной разности энергий соответствующих стационарных состояний.
Существование дискретных энергетических уровней атома подтверждается опытами, осуществленными Франком и Герцем (Джеймс Франк и Густав Людвиг Герц – немецкие физики).
 | Имелись три электрода: катод К, сетка С и анод А. Электроны, вылетавшие из катода вследствие термоэлектронной эмиссии, ускорялись разностью |
потенциалов , приложенной между катодом и сеткой. Разность потенциалов можно плавно менять потенциометром П.
Исследовалась зависимость силы тока I в цепи атома от напряжения .