Строение атома Скачать
презентацию
<<  Строение атома опыт Резерфорда Строение атома  >>
Постулаты Бора
Постулаты Бора
Подлинный смысл и значение постулатов Бора
Подлинный смысл и значение постулатов Бора
Первый постулат Бора называется постулатом стационарных состояний
Первый постулат Бора называется постулатом стационарных состояний
Масса электрона
Масса электрона
Правило частот
Правило частот
Излучение фотона
Излучение фотона
Целые числа
Целые числа
Абсолютное значение величины
Абсолютное значение величины
Квантование энергии
Квантование энергии
Радиусы орбит электрона в атоме водорода
Радиусы орбит электрона в атоме водорода
Энергия электрона в атоме водорода
Энергия электрона в атоме водорода
Энергия электрона в атоме водорода
Энергия электрона в атоме водорода
Выражение для постоянной Ридберга
Выражение для постоянной Ридберга
Опыты Франка и Герца
Опыты Франка и Герца
Опыты Франка и Герца
Опыты Франка и Герца
Столкновения электронов с атомами
Столкновения электронов с атомами
Атом ртути
Атом ртути
Электрон
Электрон
Электрон
Электрон
Падение анодного тока
Падение анодного тока
Результат
Результат
Недостатки
Недостатки
Суть постулатов Бора
Суть постулатов Бора
Картинки из презентации «Суть постулатов Бора» к уроку физики на тему «Строение атома»

Автор: kyy. Чтобы познакомиться с картинкой полного размера, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все картинки для урока физики, скачайте бесплатно презентацию «Суть постулатов Бора.ppt» со всеми картинками в zip-архиве размером 99 КБ.

Скачать презентацию

Суть постулатов Бора

содержание презентации «Суть постулатов Бора.ppt»
Сл Текст Сл Текст
1Постулаты Бора. В 1913 г. Бор создал первую неклассическую 10орбиты при п = 1, называемый первым боровским радиусом, равен.
теорию атома. В основе этой теории лежала идея связать в единое Первый боровский радиус принят за единицу длины в атомной
целое три результата, полученные в физике к тому времени: а) физике.
эмпирические закономерности линейчатого спектра атома водорода, 11Энергия электрона в атоме водорода (или соответствующем
выраженные в формуле Бальмера - Ридберга; б) ядерную модель ионе) складывается из кинетической энергии К и потенциальной
атома Резерфорда, не допускающую классического истолкования; в) энергии U притяжения электрона к ядру: (28.11). На рис. 28.4
квантовый характер излучения и поглощения света. изображена графически зависимость U(r) для электрона в поле ядра
2Для решения этой задачи Бор, сохраняя классический подход к с зарядом Ze. Ядро находится в начале координат. Подставим в
описанию поведения электрона в атоме, выдвинул три постулата, (28.11) выражение для r (см. (28.10)). Получим. (28.12). Здесь
которые называются постулатами Бора. Сразу же заметим, что мы использовали формулу (28.9), а также то, что потенциальная
физический смысл этих постулатов не только не мог быть объяснен энергия притяжения электрона к ядру отрицательна и имеет вид.
в классической физике, но, более того, находился в глубоком Рис. 28.4.
противоречии с классическим описанием движения электрона в 12Сравнивая формулы (28.8) и (28.12) и полагая для водорода Z
атоме. Подлинный смысл и значение постулатов Бора вскрылись = 1, получим выражение для постоянной Ридберга: (28.13). Итак,
позднее, после создания квантовой механики. Теория Бора для водородоподобного иона энергия в некотором стационарном
развивалась им для атома водорода и так называемых состоянии имеет вид (ср. с (28.8)). (28.14). А волновые числа
водородоподобных систем, состоящих из ядра с зарядом Ze и одного спектральных линий выражаются формулой (ср. С (28.5)). (28.15).
электрона, движущегося вокруг ядра. Примерами подобных систем Нетрудно заметить, что, кроме использования постулатов Бора,
являются однократно ионизованный гелий (Не+), двукратно вывод формулы (28.12) носит чисто классический характер. Все
ионизованный литий (Li++) и другие ионы. Такие системы описание поведения электрона в атоме проводится так, как если бы
называются также изоэлектронными водороду. Для водородоподобных это была обычная классическая частица. В этом проявляется
систем все сериальные формулы, в частности формулы (28.5), непоследовательность теории Бора.
вместо R содержат произведение RZ2. 13Опыты Франка и Герца. Первый и третий постулаты Бора были
3Первый постулат Бора называется постулатом стационарных экспериментально подтверждены в опытах Франка и Герца,
состояний. Он заключается в следующем: в атоме существуют поставленных в 1913 г. В этих опытах изучалось прохождение через
некоторые стационарные состояния, не изменяющиеся во времени без газы пучка электронов, ускоренных в электрическом поле. Первые
внешних воздействий. В этих состояниях атом не излучает опыты были проведены с прохождением электронов через пары ртути.
электромагнитных волн. Стационарным состояниям атома Схема опытов изображена на рис. 28.5. В стеклянный сосуд, в
соответствуют стационарные орбиты, по которым движутся котором находились пары ртути при давлении около 13,3 Па,
электроны. Несмотря на то, что электроны движутся ускоренно, они помещались накаленный катод К, испускающий электроны, анод А,
не излучают электромагнитных волн. В этом утверждении первого соединенный. с гальванометром G, и сетчатый электрод S. Между
постулата Бора содержится отказ от выводов классической катодом и сеткой создавалось электрическое поле, ускоряющее
электродинамики об излучении энергии ускоренно движущимся электроны до энергии е?1 где ?1- разность потенциалов между
зарядом. Второй постулат Бора называется правилом квантования катодом и сеткой, е - заряд электрона. Между сеткой и анодом
орбит и утверждает, что в стационарном состоянии атома электрон, создавалось слабое замедляющее поле с разностью потенциалов ?а
двигаясь по круговой орбите, должен иметь дискретные, не более 0,5 В. Рис. 28.5.
квантованные значения момента импульса: (28.6). 14При прохождении электронов через пары ртути происходят
4Здесь т — масса электрона, ? — его скорость, r — радиус соударения электронов с атомами ртути. Столкновения электронов с
круговой орбиты, = h/2?. Второй постулат Бора получает простое атомами могут быть двух типов. Первый тип столкновений — упругие
истолкование в квантовой механике. Аналогично тому, что мы имеем соударения, в результате которых скорости и энергии электронов
в задачах о потенциальном ящике и гармоническом осцилляторе, на не изменяются, а лишь происходят изменения направлений скоростей
длине круговой орбиты 2?r должно уложиться целое число длин волн электронов. Второй тип столкновений — неупругие соударения, при
де Бройля ?: 2?r = n?. Воспользуемся формулой, определяющей которых электроны теряют свою энергию и передают ее атомам
длину волны де Бройля. Тогда получим. что совпадает со вторым ртути. Упругие соударения электронов с атомами ртути не могут
постулатом Бора (25.6). воспрепятствовать электронам попадать на анод. Ускоряющее
5Eп – eт = h? ?E =. Третий постулат Бора, или правило частот, электрическое поле между К и S по мере возрастания разности
устанавливает, что при переходе атома из одного стационарного потенциалов ?1 должно вызывать возрастание анодного тока в
состояния в другое испускается или поглощается один квант трубке, и упругие столкновения не могут нарушить этой
энергии. Излучение происходит при переходе атома из состояния с закономерности. Неупругие столкновения могут явиться причиной
большей энергией в состояние с меньшей энергией. Этому практически полного отсутствия анодного тока. В самом деле, если
соответствует переход электрона с орбиты, более удаленной от электроны при неупругом столкновении с атомами ртути потеряют
ядра, на более близкую к ядру орбиту. Поглощение атомом энергии свою энергию настолько, что они не смогут преодолеть слабого.
сопровождается переходом атома из состояния с меньшей энергией в 15задерживающего поля между сеткой S и анодом А, анодный ток
состояние с большей энергией. Этому соответствует переход должен практически упасть до нуля. По первому постулату Бора,
электрона с орбиты, близкой к ядру, на более удаленную от ядра атом ртути не может принять от электрона любую порцию энергии.
орбиту. Излучение или поглощение атомом электромагнитных волн Атом может воспринять лишь такую энергию, которой будет
приводит к изменению энергии атома, пропорциональному частоте достаточно для перехода атома в одно из возбужденных
этих волн. Если ?E есть изменение энергии атома в результате энергетических состояний. Ближайшим к основному, невозбужденному
излучения или поглощения электромагнитных волн, Eп и Eт — состоянию атома ртути является возбужденное состояние, отстоящее
энергии атома в двух стационарных состояниях п и т, то правило от основного по шкале энергий на 4,86 эВ. До тех пор, пока
частот можно записать так: (28.7). электроны, ускоряемые полем, не приобретут энергию е?1 = 4,86
6При En > Em происходит излучение фотона, при En<Em - эВ, они испытывают только упругие столкновения с атомами, не
его поглощение. Из третьего постулата Бора следует, что атомы теряют своей энергии, достигают анода и анодный ток возрастает.
поглощают только те спектральные линии (частоты), которые они Как только энергия электрона достигнет значения 4,86 эВ, может
сами могут испускать. В оптике этот факт еще со времен Кирхгофа произойти неупругое соударение электрона с атомом ртути, в
называется обращением спектральных линий. 3. Первый и третий результате которого.
постулаты Бора, квантовомеханическое обоснование которых мы 16электрон полностью отдаст свою энергию атому. Вся энергия
рассмотрим далее, позволили связать между собой три результата, электрона пойдет на переход атома ртути из нормального
указанные в п. 1. К 1913 г. они были полностью подтверждены энергетического состояния в возбужденное. Очевидно, что такой
экспериментом. Второй постулат Бора был его гениальной догадкой, электрон не сможет преодолеть слабого задерживающего поля между
подтвержденной в дальнейшем экспериментально и теоретически. S и А и не попадет на анод. Таким образом, при разности
Сравним между собой формулы (28.5) и (28.7). Сравнение приводит потенциалов между катодом и сеткой, равной 4,86 В, должно
к очень важному результату. Оказывается, что энергия Eп атома происходить резкое падение анодного тока. При разности
водорода в некотором стационарном состоянии имеет вид. (28.8). потенциалов 2·4,86, 3·4,86 В и т. д., когда электроны могут
7Таким образом, целые числа, которые входят в сериальную испытать два, три и т. д. неупругих соударения с атомами ртути и
формулу (28.5), определяют дискретные, квантованные значения потерять при этом полностью свою энергию, должно происходить то
энергии атома водорода в соответствующих состояниях. же самое. Характерная зависимость анодного тока от разности
Энергетические уровни атома водорода обратно пропорциональны потенциалов между катодом и сеткой в. Рис. 28.5. 15. 10.
квадратам целых чисел (при этом предполагается, что ядро атома 17опытах Франка —Герца приведена на рис. 28.6. При ?1 = 4,86
неподвижно и энергия водородоподобной системы равна энергии В, 9,72 В и 14,58 В происходит резкое падение анодного тока,
движущегося электрона. Учет движения ядра приводит к подтверждающее справедливость первого постулата Бора. В опытах
незначительным изменениям результатов.). Целое число n, Франка и Герца получил экспериментальное подтверждение третий
определяющее энергетический уровень атома водорода, называется постулат Бора (правило частот). Ртутные пары, находящиеся в
главным квантовым числом. Энергетическое состояние, трубке, с которой производились опыты, оказались источниками
соответствующее значению n = 1, называется основным или ультрафиолетового свечения с длиной волны 253,7 нм. Излучение
нормальным (невозбужденным) состоянием. Все состояния с n > 1 ртутных паров связано с тем, что атомы ртути, возбужденные
называются возбужденными. Знак минус в формуле (28.8) — электронным ударом, находятся на возбужденном энергетическом
отрицательные значения энергетических уровней — означает, что уровне весьма непродолжительное время, порядка 10-8 с, и затем
электрон испытывает силу притяжения к ядру, он связан с ним возвращаются на основной энергетический уровень. Согласно
кулоновской силой притяжения. третьему постулату Бора, в момент перехода атома в нормальное
8Абсолютное значение величины Еп в формуле (28.8) является состояние излучается квант энергии в виде фотона с энергией ??=
энергией связи электрона в атоме, находящегося в состоянии п. hv. По известной величине ?E = 4,86 эВ=4,86·е Дж, где е = 1,6-19
Под энергией связи электрона в атоме следует понимать величину Кл — заряд электрона, можно вычислить длину волны испускаемого
работы, которую нужно совершить, чтобы оторвать электрон от света:
атома, т. е. ионизовать атом. Иногда применяется термин: 18Этот результат полностью согласуется с экспериментом:
«энергия ионизации атома из данного состояния». Очевидно, что ртутные пары излучали главным образом именно эту длину волны.
энергия ионизации из данного состояния равна по абсолютной Помимо теоретического истолкования линейчатых спектров
величине энергии связи электрона в атоме в этом состоянии. водородоподобных систем, теория Бора позволила объяснить
Например, в основном состоянии (при n = 1) энергия ионизации физическую природу так называемых характеристических
Eион атома водорода составляет 13,53 эВ. Энергия электрона в рентгеновских лучей и ряд других явлений, изложение которых
основном состоянии Е1 = - 13,53 эВ. На приведенном выше рис. выходит за нашего курса. Теория Бора сыграла огромную роль в
28.3 слева указаны значения энергетических уровней атома создании атомной физики. В период ее развития (1913—1925 гг.)
водорода в электронвольтах. Сближение уровней при увеличении были сделаны важные открытия, часть из которых рассмотрена в
главного квантового числа п соответствует тому, что при n?? лекциях. Особенно велика роль теории Бора в развитии атомной, а
энергия Еп?0. Значение Е? =0 соответствует ионизации атома. частично и молекулярной спектроскопии — учения о спектрах атомов
Стрелками на рис. 28.3 указаны переходы, соответствующие и молекул. С помощью теории Бора огромный экспериментальный
излучению различных серий спектральных линий. материал о спектрах атомов и молекул был систематизирован и
9Квантование энергии и вычисление постоянной Ридберга в сведен к полуэмпирическим закономерностям.
теории Бора. Постулаты, выдвинутые Бором, позволили ему 19Однако, наряду со значительными успехами, в теории Бора
теоретически рассчитать спектр водорода и ионов, содержащих один сразу же обнаружились существенные недостатки. Основным из них
электрон, движущийся вокруг ядра. Задача состояла в была внутренняя противоречивость теории Бора. Она являлась
теоретическом выводе формулы (28.8) и вычислении постоянной соединением классической физики с квантовыми постулатами,
Ридберга, измеренной на опыте с большой точностью. Бор считал, противоречащими этой физике. Наиболее серьезной неудачей теории
что электрон в атоме водорода движется по круговой орбите Бора явилась абсолютная невозможность с ее помощью создать
радиуса r. На такой траектории его удерживает кулоновская сила теорию атома гелия и вообще любых систем, содержащих ядро и
притяжения электрона к ядру, играющая роль центростремительной более одного электрона. Дальнейшее развитие физики показало, что
силы: (28.9). Или, так как ? = ?m, где ? — угловая скорость теория Бора, правильно объяснившая одни факты и неспособная
электрона, истолковать ряд других, представляла собой определенный
10Возведем в квадрат обе части соотношения (28.6), заменив в переходный этап на пути создания последовательной теории атомных
нем ? на ?r: Поделим почленно друг на друга левые и правые части и ядерных явлений. Такой последовательной теорией явилась
двух последних формул. Тогда получим. (28.10). Радиусы орбит квантовая механика, некоторые основы которой мы уже рассмотрели
электрона в атоме водорода (Z = l) прямо пропор-циальны в предыдущих лекцияъ, а также рассмотрим в дальнейшем.
квадратам главного квантового числа. В частности, радиус первой 20
«Суть постулатов Бора» | Суть постулатов Бора.ppt
http://900igr.net/kartinki/fizika/Sut-postulatov-Bora/Sut-postulatov-Bora.html
cсылка на страницу

Строение атома

другие презентации о строении атома

«Строение атома» - Джозеф Томсон. Доказал, что атом имеет плотное ядро. Отклонение альфа-частиц. Ядерные реакции. Характеристики элементарных частиц. Водород. Изотопы. Уильям Крукс. Э. Резерфорд. Молекулы. Резерфорд предположил, что атом устроен подобно планетарной системе. История открытия строения атома. Число электронов в атоме равно числу протонов.

«Строение атома опыт Резерфорда» - Все модели были умозрительными и не являлись результатом проведения эксперимента. Заряд ядра по величине равен заряду всех электронов, поэтому атом нейтрален. Механизм рассеивания. Данная модель строения атома называется планетарной. Опыт Резерфорда. Ученые древности о строении вещества. Факты, указывающие на сложность строения атома.

«Модель атома» - В 1899 г. открыл альфа - и бета-лучи. U = 4,86 – соответствует 1-му потенциалу возбуждения. Тема 7. Модели атомов. Существование дискретных энергетических уровней атома подтверждается опытом Франка и Герца. Поэтому электрон должен терять энергию на электромагнитное излучение и падать на ядро. Атом водорода по теории Бора.

«Строение атома физика» - Классический атом неустойчив. Почему атомы излучают? Модель Резерфорда. Представление о неделимости атома утверждалось в физике почти до конца 19 века. М.,Складовская-Кюри, 1896-1900г. – радиоактивность химических элементов. Гипотеза Дж.Томсона 1904 г. «Сливовый пудинг». Схема опыта Резерфорда. Открытия конца XIX, начала XX века.

«Особенности строения атомов» - Томсон. Длительность и сложность химической обработки. Резерфорд. Фотографические эмульсии. Катод. Результаты. Каковы примерно размеры атома. Сцинтилляционный метод. Искровая камера. Частицы. Счетчик Гейгера. Пузырьковая камера. Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц. Пространство. Пространственное разрешение.

«Планетарная модель атома» - Заряд ядра гелия. Планетарная модель атома. Опыты Резерфорда. Ученые. Д.Д. Томсон. Постулаты Бора. Энергия. Фотоны. Модель Томсона. Планетарная модель. Ядро.

Урок

Физика

133 темы
Картинки
Презентация: Суть постулатов Бора | Тема: Строение атома | Урок: Физика | Вид: Картинки
900igr.net > Презентации по физике > Строение атома > Суть постулатов Бора.ppt