Podstawy Fizyki Wykad II Model Bohra atomu Rzeszw
Podstawy Fizyki Wykład II Model Bohra atomu Rzeszów, 2011 r.
Plan wykładu 1. Model Bohra atomu: – serie widmowe atomów; – postulaty Bohra; – kwantowanie energii; – orbity bohrowskie. 2. Zjawisko Comptona: – rozpraszanie fotonu na elektronie; – comptonowska długość fali elektronu. 2
Serie widmowe atomów Do roku 1913 w fizyce do opisu atomu stosowano model Rutherforda. Model ten miał jednak dość poważne braki: 1. Nie potrafił wyjaśnić struktury promieniowania atomów : 2. Nie potrafił wyjaśnić stabilności atomów – elektron po czasie rzędu 10 -11 s powinien „spaść” na jądro na skutek wypromieniowania energii.
Serie widmowe atomów
Serie widmowe atomów
Serie widmowe atomów Znane do roku 1913 fakty doświadczalne dotyczące serii widmowych atomu wodoru: 1. W 1885 r. Balmer podał wzór empiryczny 2. W 1890 r. Rydberg przeprowadził serię eksperymentów poświęconych widmom atomowym. Korzystał on z pojęcia liczb falowych
Serie widmowe atomów 3. Dla atomów pierwiastków alkalicznych: gdzie R to stała Rydberga dla danego pierwiastka, zaś a i b są stałymi dla poszczególnych serii. 4. W 1908 r. Ritz sformułował zasadę kombinacji (tzw. zasada kombinacji Rydberga-Ritza): Liczby falowe dowolnych linii spektralnych mogą być wyrażone jako różnice odpowiednich termów, które z kolei przez kombinację z innymi termami służyć mogą do obliczania liczb
Model atomu Bohra Niels Bohr (1886 -1962) Nagroda Nobla – 1922 r.
Model atomu Bohra W 1913 r. Niels Bohr opublikował słynne postulaty dotyczące budowy atomu: 1. Elektrony w atomie poruszają się po orbitach o promieniu r takich, aby ich moment pędu był całkowitą wielokrotnością stałej Plancka (podzielonej przez 2 ) 2. Elektrony poruszając się po orbitach nie wypromieniowują energii (stany stacjonarne).
Model atomu Bohra 3. Elektrony mogą dokonywać przejść (nieciągłych) z jednej (dozwolonej) orbity na drugą wypromieniowując różnicę energii w postaci fotonu o częstości 4. Atom może absorbować energię, dzięki czemu jego elektrony „przechodzą” na wyższą (energetycznie) orbitę.
Model atomu Bohra Wyniki teorii Bohra (atom wodoropodobny): - promień n-tej orbity atomu: - energia dla n-tej orbity: - liczba falowa: stała Rydberga
Serie widmowe atomów
Efekt Comptona Zgodnie z fizyką „klasyczną” fala elektromagnetyczna padając na np. metalową folię wywołuje drgania elektronów, które stają się źródłem wtórnego promieniowania. Intensywność promieniowania wtórnego zmienia się jak i nie zależy od długości fali padającego promieniowania.
Efekt Comptona Arthur Compton zauważył, że promieniowanie rozproszone pod wybranym kątem składa się z dwóch składników. Pierwszego o długości fali zgodnej z długością fali promieniowania padającego, oraz z drugiego – o długości fali przesuniętej w stosunku do długości fali promieniowania padającego o wartość zależną od kąta . Compton wyjaśnił ten efekt zakładając, że światło to strumień cząstek o energii h.
Efekt Comptona 0. 7078Å 0. 7314Å 1 0 foton padający Spektrum promieniowania rozproszonego przez grafit. Długość fali promieniowania padającego: 0. 7078Å. foton rozproszony odrzucony elektron
Efekt Comptona Wyniki teorii Comptona: gdzie Comptonowska długość fali elektronu:
- Slides: 16