Презентация "Строение атома" (11 класс) по физике – проект, доклад

АТОМНАЯ ФИЗИКА

Модель атома Томсона

Джозеф Джон Томсон (1856 – 1940)

Атом представляет собой непрерывно заряженный положительным зарядом шар радиуса порядка 10-10м, внутри которого около своих положений равновесия колеблются электроны.

Недостатки модели: не объясняла дискретный характер излучения атома и его устойчивость; не дает возможности понять, что определяет размеры атомов; оказалась в полном противоречии с опытами по исследованию распределения положительного заряда в атоме (опыты, проводимые Эрнестом Резерфордом).

Далее

Модель атома Резерфорда

Эрнест Резерфорд (1871 – 1937)

Экспериментально исследовал распределение положительного заряда. В 1906 г. зондировал атом с помощью α-частиц.

Опыт Резерфорда

?

Схема опыта Резерфорда

Фольга

Радиоактивное вещество

Скорость a- частиц - 1/30 скорости света в вакууме

На экране

Недостатки атома Резерфорда

Эта модель не согласуется с наблюдаемой стабильностью атомов. По законам классической электродинамики вращающийся вокруг ядра электрон должен непрерывно излучать электромагнитные волны, а поэтому терять свою энергию. В результате электроны будут приближаться к ядру и в конце концов упадут на него. Эта модель не объясняет наблюдаемые на опыте оптические спектры атомов. Оптические спектры атомов не непрерывны, как это следует из теории Резерфорда, а состоят из узких спектральных линий, т.е. атомы излучают и поглощают электромагнитные волны лишь определенных частот, характерных для данного химического элемента.

К явлениям атомных масштабов законы классической физики неприемлемы.

Планетарная модель атома

Квантовые постулаты Бора

Трудности теории Бора

КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА -

наука, позволяющая предсказать поведение огромного числа физических систем – от Галактик до атомов и атомных ядер

ВОЛНА или ЧАСТИЦА

«Наука вынуждает нас создавать новые теории. Их задача – разрушить стену противоречий, которые часто преграждают дорогу научному прогрессу. Все существенные идеи в науке родились в драматическом конфликте между реальностью и нашими попытками ее понять».

Корпускулярные и волновые свойства частиц следует рассматривать не как взаимоисключающие, а как взаимодополняющие друг друга

Строение атома Ядро

Электронная оболочка

K L

Энергия связи атомных ядер – та энергия, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные частицы. Закон сохранения энергии энергия связи равна той энергии, которая выделается при образовании ядра из отдельных частиц.

Альберт Эйнштейн (1879 - 1955)

Уравнение Эйнштейна между массой и энергией:

Точнейшие измерения масс ядер масса покоя ядра Мя всегда меньше суммы масс покоя слагающих его протонов и нейтронов:

- дефект массы.

Уменьшение массы при образовании ядра из частиц уменьшается энергия этой системы частиц на значение энергии связи :

ядро образуется из частиц; частицы за счет действия ядерных сил на малых расстояниях устремляются с огромным ускорением друг к другу; излучаются γ- кванты с энергией и массой .

Пример: образование 4 г гелия сопровождается выделением такой же энергии, что и сгорание 1,5 - 2 вагонов каменного угла.

Удельная энергия связи

Удельная энергия связи – энергия связи, приходящаяся на одну ядерную частицу от массового числа А.

Максимальную энергию связи (8,6 МэВ/нуклон) имеют элементы с массовыми числами от 50 до 60. Ядра этих элементов наиболее устойчивы.

Ядерные силы являются короткодействующими. Нуклоны, находящиеся на поверхности ядра, взаимодействуют с меньшим числом соседей, чем нуклоны внутри ядра.

Энергия связи нуклонов на поверхности меньше, чем у нуклонов внутри ядра. Чем больше ядро, тем большая часть от общего числа нуклонов оказывается на поверхности энергия связи в среднем на один нуклон меньше у легких ядер. У тяжелых ядер удельная энергия связи уменьшается за счет растущей с увеличением Z кулоновской энергии отталкивания протонов. Кулоновские силы стремятся разорвать ядро.

Уменьшение удельной энергии связи у легких элементов объясняется поверхностными эффектами.

Ядерные силы ( сильное взаимодействие)-силы, действующие между нуклонами в ядре и обеспечивающие существование устойчивых ядер

Являются силами притяжения Короткодействующие (~ 2*10 м) Действуют одинаково между p-p p-n n-n

Радиоактивность - доказательство сложного строения атомов.

Эрнест Резерфорд

Радиоактивные превращения

Фредерик Содди 1903г. (до открытия атомного ядра) Правило смещения α – распад: β – распад: