Презентация на тему "Опыт Резерфорда. Постулаты Бора." 11 класс

Содержание

• 
  Слайд 1

  Опыт Резерфорда.Постулаты Бора.

  Разработала: Низамутдинова Светлана Юрьевна, учитель физики МАОУ «Гимназия №19» г. Миасса

• 
  Слайд 2

  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

• 
  Слайд 3
  

  1897.Джозеф Джон Томсон (1856 – 1940). Определил заряд и массу отдельного «атома»электричества. В природе существует материальный носитель наименьшего заряда – электрон.1906 – 1914г.г. Роберт Милликен (1868 – 1953). Провел эксперименты по точному определению массы и заряда электрона. me = 9,109389 10 -31кг ; qе = 1,602177 10 – 19 Кл

• 
  Слайд 4

  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.

• 
  Слайд 5
  

  В 1903г. английский физик Джозеф Джон Томсон предложил одну из первых моделей строения атома – «кекс с изюмом»

• 
  Слайд 6
  

  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.

• 
  Слайд 7

  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.

• 
  Слайд 8

  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.

• 
  Слайд 9

  Схема экспериментальной установки Вся установка помещается в вакуум.

• 
  Слайд 10
  

  В отсутствии фольги – на экране появлялся светлый кружок напротив канала с радиоактивным веществом.

• 
  Слайд 11
  

  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 900.Единичные частицы были отброшены назад.

• 
  Слайд 12

  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).

• 
  Слайд 13
  

  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.

• 
  Слайд 14

  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.

• 
  Слайд 15

  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.

• 
  Слайд 16
  

  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.

• 
  Слайд 17

  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! +

• 
  Слайд 18

  Первый постулат Бора

  Атомная система может находится только в особых стационарных квантовых состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия En. В стационарных состояниях атом не излучает. + -

• 
  Слайд 19

  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: Е1 Е2 Е3 Е,эВ Излучает Е4 hνnm = En – Em h – постоянная Планка Частота излучения электрон квант

• 
  Слайд 20
  

  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: Е1 Е2 Е3 Е,эВ Поглощает Е4 hνnm = En – Em h – постоянная Планка Частота излучения квант электрон

• 
  Слайд 21

  Энергетические диаграммы

  Е1 Е2 Е3 Е,эВ Е4 Энергетический уровень (стационарное состояние) Нормальное состояние атома Е1 - минимальная энергия Возбужденное состояние Е4>Е3 >Е2 >Е1 Переход атома

• 
  Слайд 22

  Правило квантования Бора

  В стационарном состоянии атома электрон, двигаясь по круговой орбите, должен иметь дискретные, квантованные значения момента импульса me - масса электрона, υ – скорость электрона rn – радиус стационарной круговой орбиты Правило квантования Бора позволяет вычислить радиусы стационарных орбит электрона в атоме водорода и определить значения энергий

• 
  Слайд 23

  Серии излучения атома водорода

  серия Пашена (инфракрасное) серия Лаймана (ультрафиолетовое) серия Бальмера (видимый свет)

• 
  Слайд 24

  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.

• 
  Слайд 25

  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.