vchilka.in.ua 1
Тема Атом і атомне ядро


49. Ядерна модель атома

У 1902р. У. Томсон запропонував модель атома:позитивно заряджена куля, всередині якої знаходяться нерухомі електрони («кекс з родзинками»).фызика.jpg

Вирішальне значення для теорії будови атома мали досліди Е.Резерфорда, який вивчав розсіяння пучка α - частинок під час проходження їх через тонку металеву фольгу.

Результати досліду:
1) більшість α - частинок проходить через фольгу;

2) окремі частинки зазнають розсіювання на кут до 180°
Висновки:


  1. електрони не викликають розсіювання α – частинок бо me в 8000 разів менша за масу частинки;

  2. в атомі повинно існувати ядро, в якому зосереджена майже вся маса атома;

  3. заряд ядра позитивний.

На основі цих висновків було запропоновано ядерну модель атома: в центрі атома позитивно заряджене ядро, а навколо нього по замкнених орбітах рухаються електрони (їх кількість ).

Модель атома подібна до сонячної системи, тому її часто називають планетарною.

Постулати Бора

Н. Бор створив іншу ядерну модель атома, скориставшись ідеями Планка і Ейнштейна про те, що світло випромінюється квантами і сформулював такі постулати:

1) атом може знаходитись тільки в особливих стаціонарних станах і не випромінювати енергії;

2) при переході з одного стаціонарного стану в інший атом випромінює (поглинає) фотон.

50. Випромінювання і поглинання світла атомом

Випромінювання світла відбувається при переході атома з вищих енергетичних рівнів k на один з нижчих енергетичних рівнів n (тобто при переході електрона з зовнішньої орбіти фыз2.jpg


на внутрішню орбіту n).

Атом в цьому випадку випромінює квант енергії.

Поглинання світла-процес зворотній до випромінювання. Атом поглинає квант електро-магнітної енергії, переходить з низьких енергетичних станів у вищі.

51. Спектри. Спектральний аналіз.

Світло -це електромагнітні хвилі з довжиною хвилі 4*10-7 - 8*10-7 м.

Набір частот (або довжин хвиль) які містяться у випромінюванні будь якої речовини, називають спектром випромінювання.

Спектри випромінювання:

а) неперервні (або суцільні) спектри дають тіла, які знаходяться в твердому або рідкому стані;

б) лінійчасті спектри дають всі речовини, які знаходяться у газоподібному стані. Лінійчастий спектр складається з кольорових ліній різної яскравості, розділених широкими темними смугами;

в)молекули утворюють спектри, що складаються з окремих смуг, розділених темними проміжками-смугасті спектри.

Спектр поглинання утворюють темні лінії на фоні неперервного спектра. Невипромінюючий газ, через який пропускають біле світло, інтенсивніше поглинає світлові хвилі саме тих частот, які він випромінює в нагрітому стані.

Спектральний аналіз- визначення хімічного складу речовин по спектру.

Спектральний аналіз є основним методом контролю стану речовини в металургії, машино-будуванні, атомній індустрії. Його застосовують для визначення хімічного складу Сонця, зірок, газових хмар, відкриття нових елементів, визначення складу руди.

Спектроскоп – прилад, який призначений для дослідження спектрів. Прилад для отримання фотознімків спектрів називається спектрографом.

Лазери.

Лазер - це оптичний квантовий генератор, який створює потужні, вузько напрямлені, когерентні пучки монохроматичного випромінювання. В перекладі з англ.. – «підсилення світла за допомогою вимушеного випромінювання».


За звичайних умов атоми в речовині знаходяться в основних стаціонарних станах і володіють мінімальною енергією. Щоб атоми перейшли з основного стаціонарного стану в збуджений (з поглинанням фотонів) відбуваються переходи із збудженого стану в основний з випромінюванням фотонів.фызика.jpg

Принцип дії лазера:


  1. після спалаху потужної лампи електрони на рівні 3;

  2. самовільно переходять на рівень 2;

  3. під дією зовнішньої електромагнітної хвилі з 2 на 1: потужне випромінювання.

Лазери використовують у промисловості (пропалювання матеріалу зварювання), в медицині, передаванні інформації, голографії.

Рентгенівське випромінювання – електромагнітні хвилі, енергія фотонів яких лежить на енергетичній шкалі між ультрафіолетовим випромінюванням і гамма-випромінюванням. Це невидиме випромінювання, яке здатне в різному ступені проникати в усі речовини завдяки тому, що довжина хвилі рентгенівських променів порівнянна з розмірами атомів. Поглинання рентгенівських променів є найважливішим їх властивістю в рентгенівській зйомці. Рентгенівське випромінювання використовується в дефектоскопії, в структурному і фазовому аналізі речовин, у медицині.

Відкриття рентгенівського випромінювання приписується Вільгельму Конраду Рентгену. Він був першим, хто опублікував статтю про рентгенівських променях, які він назвав ікс-променями (x-ray).

Рентгенівські промені виникають при сильному прискоренні заряджених частинок ( гальмівне випромінювання), яке використовується в рентгенівських трубках. Основними конструкт-тивними елементами таких трубок є металеві катод і анод .

В рентгенівських трубках електрони, випущені катодом, прискорюються під дією різниці електричних потенціалів між анодом і катодом (при цьому рентгенівські промені не випускаються, так як прискорення занадто мало) і вдаряються об анод, де відбувається їх різке гальмування. При цьому за рахунок гальмівного випромінювання відбувається генерація випромінювання рентгенівського діапазону.