Опыт Резерфорда. Постулаты Бора.
презентация к уроку по физике (11 класс) на тему
Презентация по физике предназначена для изучения темы "Опыт Резерфорда. Квантовые постулаты Бора." в 11 классе по учебнику Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, В.М. Чаругин.
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
![]() | 939.5 КБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Отыщи всему начало, и ты многое поймешь. Козьма Прутков 400 г. до н.э. Демокрит: «Существует предел деления атома». Аристотель: «Делимость вещества бесконечна». 1626 г., Париж: учение об атоме запрещено под страхом смерти
1897. Джозеф Джон Томсон (1856 – 1940). Определил заряд и массу отдельного «атома» электричества. В природе существует материальный носитель наименьшего заряда – электрон. 1906 – 1914 г.г. Роберт Милликен (1868 – 1953). Провел эксперименты по точному определению массы и заряда электрона. m e = 9 , 109389 10 -31 кг ; q е = 1 ,602177 10 – 19 Кл
Модель атома Томсона Явление радиоактивности давало основания предположить, что в состав атома входят отрицательно и положительно заряженные частицы. Кроме того, было известно, что атом в целом нейтрален.
Модель атома Томсона В 1903г. английский физик Джозеф Джон Томсон предложил одну из первых моделей строения атома – «кекс с изюмом»
Модель атома Томсона Внутри этого шара находятся электроны, которые могут колебаться около своего положения равновесия. Положительный заряд шара равен по модулю суммарному отрицательному заряду электрона, поэтому электрический заряд атома в целом равен нулю. По предположению Томсона, атом представлял собой шар радиусом ≈ 10 -10 м , по всему объему которого равномерно распределен положительный заряд.
Опыт Резерфорда Модель строения атома Томсона нуждалась в экспериментальной проверке. Важно было проверить , действительно ли положительный заряд распределён по всему объёму атома с постоянной плотностью . Поэтому в 1906 г. Резерфорд совместно со своими сотрудниками провел ряд опытов по исследованию состава и строения атомов.
Идея опыта Зондировать атом альфа–частицами. Альфа-частицы возникают при распаде радия. Масса альфа-частицы в 8000 раз больше массы электрона. Электрический заряд альфа-частицы в 2 раза больше заряда электрона. Скорость альфа-частицы около 15 000 км/с. Альфа-частицы является ядром атома гелия.
Схема экспериментальной установки Вся установка помещается в вакуум.
В отсутствии фольги – на экране появлялся светлый кружок напротив канала с радиоактивным веществом.
Когда на пути пучка альфа-частиц поместили фольгу, площадь пятна на экране увеличилась. Помещая экран сверху и снизу установки, Резерфорд обнаружил, что небольшое число альфа-частиц отклонилось на углы около 90 0 . Единичные частицы были отброшены назад.
Выводы из опыта Резерфорда Именно случаи рассеяния α -частиц на большие углы привели Резерфорда к выводу: Столь сильное отклонение α -частиц возможно только в том случае, если внутри атома имеется чрезвычайно сильное электрическое поле. Было рассчитано, что такое поле могло быть создано зарядом, сконцентрированным в очень малом объеме (по сравнению с объемом атома).
Выводы из опыта Резерфорда Поскольку масса электрона примерно в 8 000 раз меньше массы α -частицы, электроны, входящие в состав атома, не могли существенным образом изменить направление движения α -частиц. Поэтому: В данном случае речь может идти только о силах электрического отталкивания между α -частицами и положительно заряженной частью атома, масса которой значительно больше массы α -частицы.
Модель атома Резерфорда В центре атома находится положительно заряженное ядро, вокруг которого вращаются по определенным орбитам электроны. Основная масса атома сосредоточена в ядре m ядра = 99,4% m атома. В зависимости от массы ядро имеет диаметр порядка 10 -14 – 10 -15 м, т.е. оно в десятки или даже в сотни тысяч раз меньше атома (диаметр атома ≈ 10 -10 м). Атом электрически нейтрален: q ядра = + ∑ e .
Выводы Направление полета α -частиц зависит от того, на каком расстоянии от ядра они пролетают. Оно сильно меняется только в том случае, если частица проходит очень близко к ядру.
Выводы Таким образом, в результате опытов по рассеянию α -частиц была доказана несостоятельность модели атома Томсона, выдвинута ядерная модель строения атома и определен порядок диаметров атомных ядер.
Противоречия планетарной модели атома и классической физики Нельзя объяснить факт существования атома, его устойчивость. По законам электродинамики Максвелла: e по орбите с ускорением => излучение ЭМ волн с ν = ν обращения вокруг ядра => потеря Е => e по спирали к ядру => время существования e ≈ 10 -8 с. - электрон НО: АТОМ УСТОЙЧИВ! +
Первый постулат Бора Атомная система может находится только в особых стационарных квантовых состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия E n . В стационарных состояниях атом не излучает. + -
Второй постулат Бора При переходе атома из стационарного состояния с большей энергией En в стационарное состояние с меньшей энергией Em излучается квант, энергия которого равна разности энергий стационарных состояний: Е 1 Е 2 Е 3 Е,эВ Излучает Е 4 h ν nm = E n – E m h – постоянная Планка Частота излучения электрон квант
Второй постулат Бора При переходе атома из стационарного состояния с меньшей энергией En в стационарное состояние с большей энергией Em поглощается квант, энергия которого равна разности энергий стационарных состояний: Е 1 Е 2 Е 3 Е,эВ Поглощает Е 4 h ν nm = E n – E m h – постоянная Планка Частота излучения квант электрон
Энергетические диаграммы Е 1 Е 2 Е 3 Е,эВ Е 4 Энергетический уровень (стационарное состояние) Нормальное состояние атома Е1 - минимальная энергия Возбужденное состояние Е4 > Е3 > Е2 > Е1 Переход атома
Правило квантования Бора В стационарном состоянии атома электрон, двигаясь по круговой орбите, должен иметь дискретные, квантованные значения момента импульса m e - масса электрона, υ – скорость электрона r n – радиус стационарной круговой орбиты Правило квантования Бора позволяет вычислить радиусы стационарных орбит электрона в атоме водорода и определить значения энергий
Серии излучения атома водорода серия Пашена (инфракрасное) серия Лаймана (ультрафиолетовое) серия Бальмера (видимый свет)
Достоинства теории Бора Позволила объяснить, почему атомы испускают линейчатые спектры и точно предсказать для атома водорода длины волн испускаемого излучения Позволила объяснить и спектры поглощения: столкновение фотона с атомом приводит к переходу электрона с одного энергетического уровня на другой, более высокий. Гарантировала стабильность атомов и позволила теоретически определить радиус атома водорода. Точно предсказала энергию ионизации водорода 13,6 эВ.
Недостатки теории Бора На основе теории не удалось количественно объяснить спектр более сложных атомов (гелия и др.). Правило квантования Бора применимо не всегда. Представление об определенных орбитах, по которым движется электрон в атоме Бора, оказалось условным.
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
![](/sites/default/files/pictures/2011/09/19/picture-19820.jpg)
Презентация Постулаты Бора
Презентация урока изучения нового материала по теме Постулаты Бора. Содержит разноуровневые качественные и расчетные задачи с подробным решением, тесты с ответами. Материалы презента...
![](/sites/default/files/pictures/2013/03/29/picture-230459-1364527047.jpg)
Урок по теме "Квантовые постулаты Бора", 11 класс
Урок был разработан и представлен в рамках методического семинара «Образовательная среда школы и профилизация образования», проходившего на базе нашей школы в 2011 году. Урок был проведен в 11 к...
![](/sites/default/files/pictures/2013/03/29/picture-230459-1364527047.jpg)
Опорный конспект для учащегося к уроку Постулаты Бора, 11 класс
Опорный конспект для учащегося является дидактическим материалом к уроку по теме "Постулаты Бора", 11 класс. В конспекте содержаться задания актуализации знаний, практическая работа и рефл...
![](/sites/default/files/pictures/2013/03/29/picture-230459-1364527047.jpg)
Презентация к уроку "Квантовые постулаты Бора", 11 класс
Презентация содержит 14 слайдов по основным этапам урока. В ней отражены задачи, цели урока, актуализация знаний, инструкция практической работы с интерактивной моделью Планетарной модели атома водоро...
![](/sites/default/files/pictures/2014/10/07/picture-493383-1412676360.jpg)
Конспект урока 11 класс «Постулаты Бора. Модель атома водорода по Бору» с презентацией.
В данной работе представлен конспект-урока по физике для общеобразовательного 11 класса по теме «Постулаты Бора. Модель атома водорода по Бору» . Данная тема изучается в главе «Атомная физика» в 11 кл...
Фотоэффект и постулаты Бора
Работа разработана в форме теста...