Матеріали для Нової української школи 1 клас - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

ЗОВНІШНЄ НЕЗАЛЕЖНЕ ОЦІНЮВАННЯ 2018 - ФІЗИКА КОМПЛЕКСНЕ ВИДАННЯ

Частина I НАВЧАЛЬНИЙ ДОВІДНИК — З ПРИКЛАДАМИ ТА ЗАВДАННЯМИ

КВАНТОВА ФІЗИКА. ЕЛЕМЕНТИ ТЕОРІЇ ВІДНОСНОСТІ

3. АТОМ ТА АТОМНЕ ЯДРО

3.1. БУДОВА АТОМА. ПОСТУЛАТИ БОРА

Експерименти, проведені фізиками протягом XIX ст. (зокрема, Д. Дальтоном, М. Фарадеєм, А. Беккерелем, Р. Міллікеном та ін.) надали докази того, що атом має складну структуру, й що в його склад входять електрони.

3.1.1. МОДЕЛІ БУДОВИ АТОМА. ДОСЛІД РЕЗЕРФОРДА

Модель атома Томсона (1903 р.) — «пудинг із родзинками»: атом має форму кулі, позитивний заряд атома розподілений рівномірно по всьому об'єму кулі, а негативно заряджені електрони вкраплені в її середину.

Модель атома Резерфорда (1911 р.) — планетарна модель атома: атом складається з ядра, у якому зосереджена майже вся маса атома, але розміри якого дуже малі порівняно із розмірами атома («вишнева кісточка на футбольному полі»); навколо ядра на порівняно великих відстанях від нього рухаються орбітами електрони.

Дослід Резерфорда

Резерфорд провів низку дослідів з розсіювання а-частинок під час їх проходження крізь золоту фольгу (рис. 3.1). Для цього він помістив свинцевий контейнер із радіоактивною речовиною, яка випромінює а-частинки, та золоту фольгу в резервуар, з якого викачане повітря та який зсередини покритий люмінофором, що «спалахує» при потраплянні а-частинки.

Серія дослідів показала, що більша кількість а-частинок проходили крізь золоту фольгу, майже не відхиляючись, але деякі з них відхилялися від початкової траєкторії на великі кути, та приблизно одна з 20000 частинок відскакувала назад, ніби наштовхнувшись на перешкоду.

Рис. 3.1

♦ Планетарна модель атома, блискуче пояснівши розсіювання а-частинок, суперечила класичним законам електродинаміки. Рух планетарною орбітою є рухом із доцентровим прискоренням, електрон повинен випромінювати електромагнітні хвилі, а отже, витрачати енергію і з часом впасти на ядро. Але цього не відбувається, — атом є досить стабільним.

Модифікацію планетарної моделі зробив данський фізик П. Бор (1913 р.).

3.1.2. ПОСТУЛАТИ БОРА

1. Існують особливі стани атома, в яких він не випромінює енергію. Такі стани атома називають стаціонарними.

2. Під час переходу атома з одного енергетичного стану в інший випромінюється або поглинається квант електромагнітного випромінювання:

hv = En - Еm,

де Еn, Еm —енергії атома в стаціонарних станах.

Для наочної демонстрації енергетичного стану атомів застосовують спеціальні схеми (рис. 3.2). Стаціонарний стан з найнижчим енергетичним рівнем (E1) називають основним станом. Інші стаціонарні стани атома (Е2, Е3, ...) називають збудженими станами.

♦ У разі переходу на нижній рівень (Еn > Еm), атом випромінює фотон енергією hv = Еn - Еm, а у випадку переходу на вищій рівень (Еn < Еm) — поглинає.

♦ Кожному виду атомів відповідає власний набір енергетичних рівнів, саме тому атоми газоподібних речовин за підвищених температур

випромінюють електромагнітні хвилі чітко визначених частот — лінійчатий спектр випромінювання, а при опромінюванні білим світлом поглинають електромагнітні хвилі тих самих частот — лінійчатий спектр поглинання.

Рис. 3.2

3.1.3. ІНДУКОВАНЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ. ЛАЗЕРИ

Випромінювання, що випускається внаслідок спонтанного переходу атома з одного стану в інший, називають спонтанним.

Випромінювання, що випускається внаслідок вимушеного (під дією падаючого світла) переходу атома зі збудженого стану в основний, називають вимушеним, або індукованим, випромінюванням.

♦ Індуковане випромінювання монохроматичне, когерентне, поляризоване, практично не розсіюється (можна отримати дуже вузький пучок світла).

Квантовий генератор — це прилад, який генерує вимушене випромінювання. Квантовий генератор, який працює у діапазоні видимого світла, називають лазером (рис. 3.3).

Рис. 3.3

Лазерні пучки використовують: в науці — як якісні джерела монохроматичного когерентного світла; в техніці — для різання, зварювання, свердлення матеріалів; в хірургії й офтальмології — як скальпель для «приварювання» сітківки. За допомогою лазерного пучка здійснюють кабельний теле- і радіозв'язок, одержують голографічні зображення.









загрузка...

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами. Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посилання на сайт, будьте вдячними ми затратили багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2008-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.