Emission og absorption. Bohrs kvantepostulater

Typer af optiske spektre.
Absorption og emission af lys
atomer. Herskeres oprindelse
spektre
At forstå universet, vide alt, ikke
vælge:
Hvad der er indeni, finder du udefra.
Så accepter det uden at se dig tilbage
Verden har klare gåder.
Goethe

Spredning af lys er
afhængighed af indikatoren
brydning af stof og
lysets hastighed i den fra
lysbølgens frekvens.
Hvidt lys er et komplekst lys, det består af
simple stråler, som, når de passerer igennem
prismet afbøjes, men nedbrydes ikke, og kun
i alt giver monokromatiske stråler
følelse af hvidt lys.

linse
hul
Spektralenheder - enheder,
godt adskille bølger af forskellig længde og forhindre overlapning af individuelle dele af spektret.
prisme

Kontinuerligt spektrum
Rødglødende
faste stoffer
Rødglødende
væsker
Gasser under høj
tryk
Hovedrollen i stråling spilles af
excitation af atomer og molekyler under
kaotisk
bevægelse
disse
partikler,
forårsaget af høj temperatur.

Linje spektrum
et spektrum bestående af individuelle skarpt definerede farvede linjer,
adskilt fra hinanden af ​​brede mørke rum.
Et stof udsender kun lys fuldstændigt
visse bølgelængder. Hver af
linjer har en begrænset bredde.
Spektrene er opnået fra lysende atomare gasser eller dampe.
natrium
Linjespektrene for forskellige kemiske grundstoffer er forskellige i farve,
placering og antal af individuelle lysende linjer.

Bånd spektrum
består af separate striber adskilt af mørke mellemrum.
Hver strimmel repræsenterer
helhed stort antal Meget
tætsiddende linjer.
Udsendes af individuelle exciterede molekyler (molekylær gas).
Strålingen er forårsaget af både elektronisk
overgange i atomer, og oscillerende bevægelser selve atomerne i
molekyle.

Bånd spektrum
Kontinuerligt spektrum
Linje spektrum
Emissionsspektrum
opnået ved at nedbryde udsendt lys
selvlysende legemer.

Absorptionsspektrum
opnået ved at lede lys fra en kilde, der giver et kontinuerligt spektrum, gennem et stof,
hvis atomer og molekyler er i en uophidset tilstand.
overtagelser
Na
emissioner
Na
H
H

Lov om spektral reversibilitet
linjer:
absorptionslinjer svarer
emissionslinjer, dvs. atomer
mindre opvarmet stof
absorberes fra det kontinuerlige spektrum
præcis de frekvenser, de er i
andre forhold udsender.
Gustav Robert Kirchhoff
12. 03. 1824 - 17. 10. 1887

10.

Spektrum af hvert atom kemisk element enestående.

11.

Spektral analyse er en metode til at studere kemisk
sammensætning forskellige stoffer ifølge dem
spektre.
Spektral analyse
emission kaldes emission.
G. Kirchhoff
Analyse udført under anvendelse af spektre
absorption kaldes absorptionsspektralanalyse.
V. Bunsen

12.

Emissionsanalyse:
1. Hvert element har sit eget spektrum,
som ikke afhænger af excitationsmetoderne.
2. Intensiteten af ​​spektrallinjer afhænger af koncentrationen af ​​grundstoffet i et givet stof.
Udførelse af analyse:
1. Få atomerne i dette stof til at udsende lys med et linjespektrum.
2. Nedbryd dette lys i et spektrum og bestem bølgelængderne af det observerede
der er streger i det.

13.

Anvendelse af spektralanalyse
metallurgi
maskinteknik
Nuklear industri
geologi
arkæologi
kriminologi

14.

Hvordan forklarer man hvorfor
atomerne i hvert kemisk grundstof har
sit eget strengt individuelle sæt af spektral
linjer?
Hvorfor passer de sammen?
emissionslinjer og
absorption i spektret
givne elementer?
Hvad er årsagerne til
forskelle i spektre
forskellige atomer
elementer?

15.

Postulat af stationære tilstande:
atomsystemet kan være
kun i speciel stationær
(kvante)tilstande, hver af
som svarer til et bestemt
energi, som et atom er placeret på
udsender eller absorberer ikke energi.
Frekvensregel: når et atom skifter
fra en stationær tilstand til
andet udsendes eller absorberes
kvantum af energi.
14. /Ticket21.doc
15. /Ticket22.doc
16. /Ticket23.doc
17. /Ticket24.doc
18. /Ticket25.doc
19. /Ticket26.doc
20. /Ticket3.doc
21. /Ticket4.doc
22. /Ticket5.doc
23. /Ticket6.doc
24. /Ticket7.doc
25. /Ticket8.doc
26. /Ticket9.doc
27. /Opgaver til billetter.doc
28. /Contents.doc Mekanisk bevægelse Bevægelsesrelativitet, Referencesystem, Materialepunkt, Bane. Vej og bevægelse. Øjeblikkelig hastighed. Acceleration. Ensartet og ensartet accelereret bevægelse
Billet nr. 10 Krystallinske og amorfe kroppe. Elastiske og plastiske deformationer af faste stoffer. Reaktionsplan
Termodynamikkens lov. Anvendelse af den første lov på isoprocesser. Adiabatisk proces
Coulombs lov. Loven om bevarelse af elektrisk ladning
Kapacitans af kondensatoren. Anvendelse af kondensatorer
Arbejd og strøm i et DC-kredsløb. Elektromotorisk kraft. Ohms lov for et komplet kredsløb
Magnetisk felt, betingelser for dets eksistens. Virkningen af ​​et magnetfelt på en elektrisk ladning og eksperimenter, der bekræfter denne effekt. Magnetisk induktion
Halvledere. Iboende og urenhedskonduktivitet af halvledere. Halvlederenheder
Loven om elektromagnetisk induktion. Lenz' regel
Fænomenet selvinduktion. Induktans. Elektromagnetisk felt
1. Definition. Oscillerende kredsløb Thompsons formel
Newtons lovs svarplan
Elektromagnetiske bølger og deres egenskaber. Principper for radiokommunikation og eksempler på deres praktiske anvendelse
Lysets bølgeegenskaber. Elektromagnetisk teori om lys
Billet nr. 22 Rutherfords eksperimenter med spredning af α-partikler. Nuklear model af atomet Svarplan Rutherfords eksperimenter. Nuklear model af atomet. Ordet "atom" på græsk betyder "udeleligt"
Billet nr. 23 Bohrs kvantepostulater. Emission og absorption af lys af atomer. Spektral analyse
Billet nummer 24 Fotoeffekt og dens love. Einsteins ligning for den fotoelektriske effekt og Plancks konstant. Anvendelse af den fotoelektriske effekt i Plav-svarteknikken
Billet nr. 25 Sammensætning af kernen i et atom. Isotoper. Bindingsenergi af kernen i et atom. Nuklear kædereaktion, betingelser for dens gennemførelse. Termonukleære reaktioner
Billet nr. 26 Radioaktivitet. Typer af radioaktiv stråling og metoder til deres registrering. Biologiske effekter af ioniserende stråling Svarplan
Loven om bevarelse af momentum i natur og teknologi
Loven om universel gravitation. Alvor. Kropsvægt. Zero Gravity Response Plan
Billet 5 Transformation af energi under mekaniske vibrationer. Frie og forcerede vibrationer. Resonansresponsplan
Billet nr. 6 Eksperimentel underbygning af de grundlæggende principper for stofstrukturen. Masse og størrelse af molekyler. Avogadros konstante plansvar
Billet nummer 7 Ideel gas. Grundligning μt for en ideel gas. Temperatur og dens måling. Absolut temperatur svarplan
Billet nr. 8 Tilstandsligning for en ideel gas. (Mendeleev-Clapeyron ligning.) Isoproper Svarplan
Billet nr. 9 Fordampning og kondens. Mættede og umættede par. Luftfugtighed. Luftfugtighedsmåling Svarplan
Problemer med at anvende loven om energibevarelse
Nedtælling. Materiale punkt. Bane. Vej og bevægelse. Øjeblikkelig hastighed. Acceleration. Ensartet og ensartet accelereret bevægelse
Billet nr. 23

Bohrs kvantepostulater. Emission og absorption af lys af atomer. Spektral analyse

Reaktionsplan

1. Første postulat. 2. Andet postulat. 3. Typer af spektre.

Bohr baserede sin teori på to postulater. Det første postulat: et atomsystem kan kun være i særlige stationære eller kvantetilstande, som hver har sin egen energi; I en stationær tilstand udstråler atomet ikke.

Det betyder, at en elektron (for eksempel i et brintatom) kan være i flere veldefinerede baner. Hver elektronbane svarer til en meget specifik energi.

Andet postulat: under overgangen fra en stationær tilstand til en anden udsendes eller absorberes et kvante elektromagnetisk stråling. Energien af ​​en foton er lig med forskellen i energierne af et atom i to tilstande: hv = E m – Εn; h= 6,62 10-34 Js, hvor h- Plancks konstant.

Når en elektron bevæger sig fra en nær bane til en mere fjern, absorberer atomsystemet en mængde energi. Når en elektron bevæger sig fra en mere fjern bane til en tættere bane i forhold til kernen, udsender atomsystemet et energikvante.

Bohrs teori gjorde det muligt at forklare eksistensen af ​​linjespektre.

Emissionsspektrum(eller absorption) er et sæt bølger af bestemte frekvenser, som et atom af et givet stof udsender (eller absorberer).

Der er spektre solid, foret Og stribet.

Kontinuerlige spektre udsender alle stoffer i fast eller flydende tilstand. Det faste spektrum indeholder bølger af alle frekvenser af synligt lys og fremstår derfor som et farvebånd med en jævn overgang fra en farve til en anden i følgende rækkefølge: Rød, Orange, Gul, Grøn, Blå og Violet (Hver jæger vil vide hvor fasanen sidder).

Linjespektre udsender alle stoffer i den atomare tilstand. Atomer af alle stoffer udsender sæt af bølger med meget specifikke frekvenser, som er unikke for dem. Ligesom hver person har sine egne personlige fingeraftryk, så har atomet af et givet stof sit eget spektrum, der kun er karakteristisk for det. Linjeemissionsspektre ligner farvede linjer adskilt af mellemrum. Linjespektrenes natur forklares ved, at et bestemt stofs atomer kun har sine egne stationære tilstande med deres egen karakteristiske energi, og derfor deres eget sæt af par af energiniveauer, som atomet kan ændre, dvs. en elektron i et atom kan kun bevæge sig fra en specifik kredsløb til andre veldefinerede kredsløb for en given given kemisk stof.

Stribede spektre udsendes af molekyler. Stribede spektre ligner linjespektre, kun i stedet for individuelle linjer observeres separate serier af linjer, opfattet som individuelle bånd.

Det er karakteristisk, at uanset hvilket spektrum, der udsendes af disse atomer, absorberes det samme, det vil sige, at emissionsspektrene ifølge sættet af udsendte frekvenser falder sammen med absorptionsspektrene. Da atomer af forskellige stoffer kun svarer til dem spektre, så er der en måde at bestemme kemisk sammensætning stoffer ved at studere deres spektre. Denne metode kaldes spektral analyse. Spektralanalyse bruges til at bestemme den kemiske sammensætning af fossile malme under minedrift, til at bestemme den kemiske sammensætning af stjerner, atmosfærer, planeter; er den vigtigste metode til overvågning af sammensætningen af ​​et stof i metallurgi og maskinteknik.

Hjælp mig med at besvare spørgsmål om fysik. 1) Absorption og emission af lys af et atom. 2 Ampere kraft, Lorentz kraft, flere gange givet af forfatteren Neurolog det bedste svar er 1)
Bohrs teori gjorde det muligt at forklare eksistensen af ​​linjespektre.
Emissions- (eller absorptions-) spektret er et sæt bølger af bestemte frekvenser, der udsendes (eller absorberes) af et atom af et givet stof.
Spektrene er solide, lineære og stribede.
Kontinuerlige spektre udsender alle stoffer i fast eller flydende tilstand. Et kontinuerligt spektrum indeholder bølger af alle frekvenser synligt lys og ser derfor ud som en farvestribe med en jævn overgang fra en farve til en anden i følgende rækkefølge: rød, orange, gul, grøn, blå og lilla (enhver jæger vil gerne vide, hvor fasanen sidder).
Linjespektre udsender alle stoffer i atomtilstanden. Atomer af alle stoffer udsender sæt af bølger med meget specifikke frekvenser, der er unikke for dem. Ligesom hver person har sine egne personlige fingeraftryk, så har atomet af et givet stof sit eget spektrum, der kun er karakteristisk for det. Linjeemissionsspektre vises som farvede linjer adskilt af mellemrum. Linjespektrenes natur forklares ved, at et bestemt stofs atomer kun har sine egne stationære tilstande med deres egen karakteristiske energi, og derfor deres eget sæt af par af energiniveauer, som atomet kan ændre, dvs. en elektron i et atom kan kun bevæge sig fra én specifik kredsløb til andre veldefinerede kredsløb for et givet kemisk stof.
Båndede spektre udsendes af molekyler. Stribede spektre ligner linjespektre, kun i stedet for individuelle linjer observeres separate serier af linjer, opfattet som individuelle bånd. Det karakteristiske er, at uanset hvilket spektrum, der udsendes af disse atomer, absorberes det samme, dvs. emissionsspektrene ifølge sættet af udsendte frekvenser falder sammen med absorptionsspektrene. Da atomer af forskellige stoffer svarer til spektre, der er unikke for dem, er der en måde at bestemme den kemiske sammensætning af et stof ved at studere dets spektre. Denne metode kaldes spektralanalyse. Spektralanalyse bruges til at bestemme den kemiske sammensætning af fossile malme under minedrift, til at bestemme den kemiske sammensætning af stjerner, atmosfærer, planeter; er den vigtigste metode til overvågning af sammensætningen af ​​et stof i metallurgi og maskinteknik.
2) Ampere effekt.
En strømførende leder i et magnetfelt oplever en kraft svarende til
F = I·L·B·sina
I er strømstyrken i lederen;

L er længden af ​​lederen placeret i magnetfeltet;
a - vinkel mellem vektor magnetisk felt og strømmens retning i lederen.
Den kraft, der virker på en strømførende leder i et magnetfelt, kaldes Ampere-kraften.
Den maksimale amperekraft er:
F = I L B
Det svarer til a = 900.
Lorentz kraft.

Lorentz-kraften bestemmes af forholdet:
Fl = q·V·B·sina
hvor q er størrelsen af ​​den bevægelige ladning;
V er modulet for dets hastighed;
B - modul af magnetfeltinduktionsvektoren;
a er vinklen mellem ladningshastighedsvektoren og den magnetiske induktionsvektor.

Svar fra Kirill Starkov[nybegynder]

1. Bohr baserede sin teori på to postulater. Det første postulat: et atomsystem kan kun være i særlige stationære eller kvantetilstande, som hver har sin egen energi; I en stationær tilstand udstråler atomet ikke.
Det betyder, at en elektron (for eksempel i et brintatom) kan være i flere veldefinerede baner. Hver elektronbane svarer til en meget specifik energi.
Det andet postulat: under overgangen fra en stationær tilstand til en anden udsendes eller absorberes et kvantum af elektromagnetisk stråling. Energien af ​​en foton er lig med forskellen mellem energierne af et atom i to tilstande: hv = Em – Εn; h = 6,62 10-34 J s, hvor h er Plancks konstant.
Når en elektron bevæger sig fra en nær bane til en mere fjern, absorberer atomsystemet en mængde energi. Når en elektron bevæger sig fra en mere fjern bane til en tættere bane i forhold til kernen, udsender atomsystemet et energikvante.
Bohrs teori gjorde det muligt at forklare eksistensen af ​​linjespektre.
2. Amperekraft er den kraft, hvormed et magnetfelt virker på en strømførende leder, der er placeret i den.
Den kraft, som et magnetfelt udøver på ladninger, der bevæger sig i det, kaldes Lorentz-kraften.

Krybbe

Et emissions- eller absorptionsspektrum er et sæt bølger med bestemte frekvenser, som et atom af et givet stof udsender eller absorberer. Kontinuerlige spektre udsender alle stoffer i fast eller flydende tilstand. Linjespektre udsender alle stoffer i atomtilstanden. Ligesom hver person har sine egne personlige fingeraftryk, har atomet af et givet stof sit eget spektrum, der kun er karakteristisk for det.

Billet nr. 2 3

Bohrs kvantepostulater. Emission og absorption af lys af atomer. Spektral analyse

Reaktionsplan

1. Første postulat. 2. Andet postulat. 3. Typer af spektre.

Bohr baserede sin teori på to postulater. Første postulat:et atomsystem kan kun være i særlige stationære eller kvantetilstande, som hver har sin egen energi; I en stationær tilstand udstråler atomet ikke.

Det betyder, at en elektron (for eksempel i et brintatom) kan være i flere veldefinerede baner. Hver elektronbane svarer til en meget specifik energi.

Andet postulat:under overgangen fra en stationær tilstand til en anden udsendes eller absorberes et kvantum af elektromagnetisk stråling.Energien af ​​en foton er lig med forskellen i energierne af et atom i to tilstande: hv = Е m Ε n; h = 6,62 10-34 Js, hvor h Plancks konstant.

Når en elektron bevæger sig fra en nær bane til en mere fjern, absorberer atomsystemet en mængde energi. Når en elektron bevæger sig fra en mere fjern bane til en tættere bane i forhold til kernen, udsender atomsystemet et energikvante.

Bohrs teori gjorde det muligt at forklare eksistensen af ​​linjespektre.

Emissionsspektrum(eller overtagelser) — Dette er et sæt bølger med bestemte frekvenser, som et atom af et givet stof udsender (eller absorberer).

Der er spektre solid, foret og stribet.

Kontinuerlige spektreudsender alle stoffer i fast eller flydende tilstand. Det faste spektrum indeholder bølger af alle frekvenser af synligt lys og fremstår derfor som et farvebånd med en jævn overgang fra en farve til en anden i følgende rækkefølge: Rød, Orange, Gul, Grøn, Blå og Violet (Hver jæger vil vide hvor fasanen sidder).

Linjespektreudsender alle stoffer i den atomare tilstand. Atomer af alle stoffer udsender sæt af bølger med meget specifikke frekvenser, som er unikke for dem. Ligesom hver person har sine egne personlige fingeraftryk, så har atomet af et givet stof sit eget spektrum, der kun er karakteristisk for det. Linjeemissionsspektre ligner farvede linjer adskilt af mellemrum. Linjespektrenes natur forklares ved, at et bestemt stofs atomer kun har sine egne stationære tilstande med deres egen karakteristiske energi, og derfor deres eget sæt af par af energiniveauer, som atomet kan ændre, dvs. en elektron i et atom kan kun bevæge sig fra en specifik kredsløb til andre veldefinerede kredsløb for et givet kemisk stof.

Stribede spektreudsendes af molekyler. Stribede spektre ligner linjespektre, kun i stedet for individuelle linjer observeres separate serier af linjer, opfattet som individuelle bånd.

Det karakteristiske er, at uanset hvilket spektrum, der udsendes af disse atomer, absorberes det samme, dvs. emissionsspektrene ifølge sættet af udsendte frekvenser falder sammen med absorptionsspektrene. Da atomer af forskellige stoffer kun svarer til dem spektre, så er der en måde at bestemme den kemiske sammensætning af et stof ved at studere dets spektre. Denne metode kaldesspektral analyse.Spektralanalyse bruges til at bestemme den kemiske sammensætning af fossile malme under minedrift, til at bestemme den kemiske sammensætning af stjerner, atmosfærer, planeter; er den vigtigste metode til overvågning af sammensætningen af ​​et stof i metallurgi og maskinteknik.

Samt andre værker, der kan interessere dig
10303.		Samfundet er et sæt af historisk etablerede former for fælles aktivitet af mennesker	13,85 KB
	Samfundet er et sæt af historisk etablerede former fælles aktiviteter mennesker. I ordets snævre betydning kan samfundet betragtes som et bestemt samfund i enheden af ​​dets generelle, særlige og individuelle karakteristika. Samfundsdannelsen var en lang proces, der varede flere...
10304.		Ludwig Feuerbachs filosofi	12,67 KB
	Ludwig Feuerbachs filosofi På trods af at den klassiske tyske filosofi fik sit mest fuldstændige udtryk i idealistiske filosofiske systemer, var det i dette øjeblik, at en af ​​Ludwig Feuerbachs mest kraftfulde materialistiske ideer opstod. Feuerbach st
10305.		Moderne filosofi	12,45 KB
	Moderne filosofi yderst forskelligartet. Samtidig har den sine egne tiltrækningscentre i form af relativt uafhængige retninger eller strømme. Der er også mange af dem, men i forhold til det mest generelle billede kan vi begrænse os til tre: analytisk fænomenologisk og postm.
10306.		Tidlig græsk filosofi (miletiske og eleatiske filosofiskoler)	13,1 KB
	Tidlig græsk filosofi Milesiske og eletiske filosofiskoler Milesiske skole eksisterede i Oldtidens Grækenland i det 6. århundrede f.Kr e. Repræsentanter for denne skole var Thales Anaximander Anaximenes. Filosoffer fra den milesiske skole: talte fra en materialistisk position; besat
10307.		Filosofi om den franske oplysningstid	11,36 KB
	I Frankrig var filosofi en stærk social og kulturel bevægelse. Alle de franske filosoffers ideer beredte vejen for de store fransk revolution. Lad os give et eksempel på to af de lyseste oplysere på denne tid. Voltaire, fransk filosof og pædagog. Boro
10308.		Fichte Johann tysk filosof og offentlig person	14,79 KB
	Fichte Johann tysk filosof og offentlig person tysk repræsentant klassisk idealisme. Født ind i en bondefamilie. Studerede på universitetet i Leipzig. Under indflydelse af begivenhederne under den store franske revolution skrev F. et værk, der var tilegnet forsvaret af tankefriheden. Følge
10309.		Friedrich Schelling	11,72 KB
	Friedrich Schelling viste sig at være et slags bindeled mellem Kants filosofi og Fichtes ideer. I centrum for hans filosofiske refleksioner er opgaven med at bygge samlet system viden om sandheden på private områder. Alt dette er realiseret i hans "naturfilosofi". Hoved...
10310.		Dannelse af en strategi for udvikling af turistdestinationen "Podilski Tovtry"	2,55 MB
	Det er svært at forstå "destination", "økologisk destination", "strategi"; Det vigtige er det teoretiske grundlag for dannelsen af ​​en strategi for udviklingen af ​​en turistdestination; Formulere et system af evalueringsindikatorer for at vurdere destinationens attraktivitet; Udfør en omfattende analyse af turismepotentialet for destinationen Podilski Tovtry; Det er vigtigt at ændre mening for at skabe en strategi for udviklingen af ​​destinationen "Podilski Tovtry"...
10311.		Hellenistisk æra	12,39 KB
	Hellenismen, der dækker perioden fra Alexander den Stores erobringer til det vestromerske imperiums fald, kendetegner den efterfølgende antikke filosofi. Efter at have bevaret meget af de gamle klassikere, fuldendte hellenismen det i det væsentlige. De indledende principper fastlagt af den store...

Ifølge Bohrs postulater kan en elektron være i flere specifikke baner. Hver elektronbane svarer til en bestemt energi. Når en elektron bevæger sig fra en nær til en fjern bane, absorberer et atomsystem en mængde energi. Når en elektron bevæger sig fra en mere fjern bane til en tættere bane i forhold til kernen, udsender atomsystemet et energikvante.

Spektra

Bohrs teori gjorde det muligt at forklare eksistensen af ​​linjespektre.
Formel (1) giver en kvalitativ idé om, hvorfor atomare emissions- og absorptionsspektre er foret. Faktisk kan et atom kun udsende bølger med de frekvenser, der svarer til forskelle i energiværdier E1, E2,. . . , E n ,. . Derfor består emissionsspektret af atomer af separat placerede skarpe lyse linjer. Samtidig kan et atom ikke absorbere nogen foton, men kun en med energi hν hvilket er nøjagtigt lig med forskellen E n − E k to tilladte energiværdier E n Og E k. Flytning til en højere energitilstand E n, atomer absorberer nøjagtig de samme fotoner, som de er i stand til at udsende under den omvendte overgang til den oprindelige tilstand E k. Kort sagt tager atomer fra det kontinuerlige spektrum de linjer, som de selv udsender; Dette er grunden til, at de mørke linjer i absorptionsspektret af en kold atomgas er placeret nøjagtigt på de steder, hvor de lyse linjer i emissionsspektret af den samme gas i en opvarmet tilstand er placeret.

Kontinuerligt spektrum brintemissionsspektrum brintabsorptionsspektrum

Ordet "atom" oversat fra græsk betyder "udeleligt". Under Atomet i lang tid, indtil begyndelsen af ​​det 20. århundrede, betød de mindste udelelige partikler af stof. I begyndelsen af ​​det 20. århundrede. Videnskaben har akkumuleret mange fakta, der taler om kompleks struktur atomer.

Stor succes i studiet af strukturen af ​​atomer blev opnået i eksperimenter af den engelske videnskabsmand Ernest Rutherford på spredning af α-partikler, når de passerer gennem tynde lag af stof. I disse eksperimenter udsendte en smal stråle af α-partikler radioaktivt stof, blev rettet på tynd guldfolie. En skærm blev placeret bag folien, der var i stand til at gløde under påvirkningen af ​​hurtige partikler. Det viste sig, at de fleste α-partikler afviger fra lineær udbredelse efter at have passeret gennem folien, det vil sige, at de er spredt, og nogle α-partikler bliver generelt kastet tilbage. Rutherford forklarede spredningen af ​​α-partikler med, at den positive ladning ikke er ensartet fordelt i en kugle med en radius på 10 -10 m, som tidligere antaget, men er koncentreret i den centrale del af atomet - atomkernen. Når den passerer nær kernen, afstødes en a-partikel med en positiv ladning fra den, og når den rammer kernen, kastes den ind i modsat retning. Sådan opfører sig partikler, der har samme ladning, derfor er der en central positivt ladet del af atomet, hvori en betydelig masse af atomet er koncentreret. Beregninger viste, at for at forklare eksperimenterne er det nødvendigt at tage radius af atomkernen til at være cirka 10 -15 m.

Rutherford foreslog, at atomet var opbygget som et planetsystem. Essensen af ​​Rutherfords model af atomets struktur er som følger: i atomets centrum er der en positivt ladet kerne, hvori al massen er koncentreret om kernen i cirkulære baner i store afstande (som planeter). omkring Solen). Ladningen af ​​kernen falder sammen med nummeret på det kemiske grundstof i det periodiske system.

h er Plancks konstant.

1. Ordet "atom" oversat fra græsk betyder "udeleligt". I lang tid, indtil begyndelsen af ​​det 20. århundrede, betød et atom de mindste udelelige partikler af stof. I begyndelsen af ​​det 20. århundrede. Videnskaben har akkumuleret mange fakta, der indikerer den komplekse struktur af atomer.

Store fremskridt i studiet af atomers struktur blev opnået i den engelske videnskabsmand Ernest Rutherfords eksperimenter med spredning af alfapartikler, når de passerer gennem tynde lag af stof. I disse eksperimenter blev en smal stråle af alfapartikler udsendt af et radioaktivt stof rettet mod tynd guldfolie. En skærm blev placeret bag folien, der var i stand til at gløde under påvirkningen af ​​hurtige partikler. Det viste sig, at størstedelen af ​​α-partikler afviger fra lineær udbredelse efter passage gennem folien, dvs. de er spredt, og nogle α-partikler bliver generelt kastet tilbage. Rutherford forklarede spredningen af ​​alfapartikler med, at den positive ladning ikke er ensartet fordelt i en kugle med en radius på 10^~10 m, som tidligere antaget, men er koncentreret i den centrale del af atomet - atomkernen. Når den passerer nær kernen, afstødes en a-partikel med en positiv ladning fra den, og når den rammer kernen, kastes den tilbage i den modsatte retning. Sådan opfører sig partikler, der har samme ladning, derfor er der en central positivt ladet del af atomet, hvori en betydelig masse af atomet er koncentreret. Beregninger viste, at for at forklare eksperimenterne er det nødvendigt at tage radius af atomkernen til at være cirka 10^~15 m.

Rutherford foreslog, at atomet var opbygget som et planetsystem. Essensen af ​​Rutherfords model af atomets struktur er som følger: i atomets centrum er der en positivt ladet kerne, hvori al massen er koncentreret om kernen i cirkulære baner i store afstande (som planeter). omkring Solen). Ladningen af ​​kernen falder sammen med nummeret på det kemiske grundstof i det periodiske system.

Rutherfords planetariske model for atomstruktur kunne ikke forklare en række af kendte fakta: en elektron med ladning skal falde ned på kernen på grund af Coulomb-tiltrækningskræfter, og et atom er et stabilt system; Når man bevæger sig i en cirkulær bane og nærmer sig kernen, skal elektronen i atomet udstråle elektromagnetiske bølger alle mulige frekvenser, altså det udsendte lys skal have et kontinuerligt spektrum, men i praksis viser det sig anderledes: atomernes elektroner udsender lys, der har et linjespektrum. Den danske fysiker Nielier Bohr var den første til at forsøge at løse modsætningerne i den planetariske kernemodel for atomstruktur.

Bohr baserede sin teori på to postulater. Det første postulat: et atomsystem kan kun være i særlige stationære eller kvantetilstande, som hver har sin egen energi; i stationær tilstand udsender et atom ikke. Det betyder, at en elektron (for eksempel i et brintatom) kan være placeret i flere veldefinerede baner. Hver elektronbane svarer til en meget specifik energi.

Det andet postulat: under overgangen fra en stationær tilstand til en anden udsendes eller absorberes et kvantum af elektromagnetisk stråling. En fotons energi er lig med forskellen mellem et atoms energi i to tilstande: , hvor

h er Plancks konstant.

Når en elektron bevæger sig fra en nærliggende bane til en mere fjern, absorberer et atomsystem en mængde energi. Når en elektron bevæger sig fra en mere fjern bane til en tættere bane i forhold til kernen, udsender atomsystemet et energikvante.

I videnskaben har man i meget lang tid troet, at et atom er den mindste, UDELELIGE partikel af stof.

1. Den første til at krænke disse ideer var Thomson: han troede, at et atom er en slags positivt stof, hvori elektroner er indblandet "som rosiner i en cupcake." Vigtigheden af ​​denne teori er, at atomet ikke længere blev anerkendt som udeleligt
2. Rutherford udførte et eksperiment om spredning af alfapartikler. Tunge grundstoffer (guldfolie) blev bombarderet med radioaktivt materiale. Rutherford forventede at se glødende cirkler, men han så glødende ringe.
Rutherfords forklaring: Atomets centrum indeholder al den positive ladning, og elektronerne har ingen indflydelse på strømmen af ​​alfapartikler.
3. Planetmodel af brintatomet ifølge BORU	Ved at udsende en del af energi (synlig), giver et atom kun sit eget sæt af bølgelængder - et spektrum. Typer af spektre: 1. Strålings(emissions)spektrum: (tilvejebragt af kroppe i opvarmet tilstand) a) Fast - giv alle atomer i faste, flydende eller tætte gasser b) Foret - giver atomer i gasform 1. Absorptionsspektrum: hvis lys ledes gennem et stof, vil dette stof absorbere præcis de bølger, som det udsender i en opvarmet tilstand (mørke striber vises på det kontinuerlige spektrum) Spektral analyse er en metode til at bestemme den kemiske sammensætning af et stof ud fra dets emissions- eller absorptionsspektrum. Metoden er baseret på, at hvert kemisk grundstof har sit eget sæt af bølgelængder. Anvendelse af spektralanalyse: i kriminologi, medicin, astrofysik. En spektrograf er en enhed til at udføre spektralanalyse. Et spektroskop adskiller sig fra et spektrograf ved, at det ikke kun kan bruges til at observere spektre, men også til at tage et fotografi af spektret. Billet nr. 21 1. Termodynamisk tilgang til undersøgelse fysiske fænomener. Intern energi og måder at ændre den på. Termodynamikkens første lov. Anvendelse af termodynamikkens første lov på isotermiske, isochoriske og adiabatiske processer. 2. Modeller af strukturen af ​​atomkernen; nukleare styrker; nukleon model af kernen; nuklear bindende energi; nukleare reaktioner. 1. Hver krop har en meget specifik struktur, den består af partikler, der bevæger sig kaotisk og interagerer med hinanden, derfor har enhver krop indre energi. Intern energi er en størrelse, der karakteriserer kroppens egen tilstand, dvs. energien fra den kaotiske (termiske) bevægelse af mikropartikler i systemet (molekyler, atomer, elektroner, kerner osv.) og disse partiklers interaktionsenergi. En monoatoms indre energi ideel gas bestemt ved formlen U = 3/2 t/M RT. Den indre energi i et legeme kan kun ændre sig som et resultat af dets interaktion med andre kroppe. Der er to måder at ændre på indre energi: varmeoverførsel og idriftsættelse mekanisk arbejde(f.eks. opvarmning ved friktion eller kompression, køling ved ekspansion). Varmeoverførsel er en ændring i indre energi uden at udføre arbejde: energi overføres fra mere opvarmede legemer til mindre opvarmede. Varmeoverførsel er af tre typer: termisk ledningsevne (direkte udveksling af energi mellem kaotisk bevægelige partikler af interagerende legemer eller dele af samme krop); konvektion (overførsel af energi ved strømme af væske eller gas) og stråling (overførsel af energi ved elektromagnetiske bølger). Målingen af ​​overført energi under varmeoverførsel er mængden af ​​varme (Q). Disse metoder er kvantitativt kombineret i loven om bevarelse af energi, som for termiske processer lyder som følger: ændringen i den indre energi i et lukket system er lig med summen af ​​mængden af ​​varme, der overføres til systemet og arbejdet med eksternt kræfter på systemet. , hvor er ændringen i indre energi, Q er mængden af ​​varme, der overføres til systemet, A er værket af eksterne kræfter. Hvis systemet selv udfører arbejdet, er det konventionelt betegnet A*. Så kan loven om energibevarelse til termiske processer, som kaldes termodynamikkens første lov, skrives som følger: , dvs. mængden af ​​varme, der overføres til systemet, går til at udføre arbejde af systemet og ændre dets indre energi. Under isobarisk opvarmning virker gassen på ydre kræfter, hvor V1 og V2 er de indledende og endelige volumener af gassen. Hvis processen ikke er isobarisk, kan mængden af ​​arbejde bestemmes af arealet af ABCD-figuren indesluttet mellem linjen, der udtrykker afhængigheden p(V) og de indledende og endelige volumener af gas V Lad os overveje anvendelsen af ​​termodynamikkens første lov på isoprocesser, der forekommer med en ideel gas. I en isoterm proces er temperaturen konstant, derfor ændres den indre energi ikke. Så vil ligningen for termodynamikkens første lov antage formen: , dvs. mængden af ​​varme, der overføres til systemet, går til at udføre arbejde under isotermisk ekspansion, hvorfor temperaturen ikke ændres. I en isobar proces udvider gassen sig, og mængden af ​​varme, der overføres til gassen, går til at øge dens indre energi og til at udføre arbejde:. Under en isochorisk proces ændrer gassen ikke sit volumen, derfor udføres der intet arbejde af den, dvs. A = 0, og ligningen for den første lov har formen , dvs. den overførte mængde varme går til at øge den indre gassens energi. Adiabatisk er en proces, der foregår uden varmeveksling med miljø. Q = 0, derfor, når en gas udvider sig, virker den ved at reducere dens indre energi, derfor afkøles gassen. Kurven, der viser den adiabatiske proces, kaldes adiabatisk. 2. Sammensætning af kernen i et atom. Atomkræfter. Massedefekt og bindingsenergi af atomkernen. Nukleare reaktioner. Atomenergi. Kernen i et atom af ethvert stof består af protoner og neutroner. ( Fælles navn protoner og neutroner - nukleoner.) Antallet af protoner er lig med ladningen af ​​kernen og falder sammen med antallet af grundstoffet i det periodiske system. Summen af ​​antallet af protoner og neutroner er lig med massetallet. For eksempel består kernen af ​​et oxygenatom af 8 protoner og 16 - 8 = 8 neutroner. Kernen i et atom består af 92 protoner og 235 - 92 = 143 neutroner. De kræfter, der holder protoner og neutroner i kernen kaldes atomstyrker. Dette er det mest stærkt udseende interaktioner. I 1932 opdagede den engelske fysiker James Chadwick partikler med nul elektrisk ladning og enhedsmasse. Disse partikler blev kaldt neutroner. Neutronen betegnes som n Efter opdagelsen af ​​neutronen fremlagde fysikerne D. D. Ivanenko og W. Heisenberg i 1932 proton-neutronmodellen for atomkernen. Ifølge denne model består kernen af ​​et atom af ethvert stof af protoner og neutroner. (Fællesnavnet for protoner og neutroner er nukleoner.) Antallet af protoner er lig med ladningen af ​​kernen og falder sammen med nummeret på grundstoffet i det periodiske system. Summen af ​​antallet af protoner og neutroner er lig med massetallet. For eksempel består kernen af ​​et oxygenatom af 8 protoner og 16 - 8 = 8 neutroner. Kernen i et atom består af 92 protoner og 235 - 92 = 143 neutroner. Kemiske stoffer, der indtager samme plads i det periodiske system, men har forskellige atommasse kaldes isotoper. Isotopiske kerner er forskellige i antallet af neutroner. For eksempel har brint tre isotoper: protium - kernen består af en proton, deuterium - kernen består af en proton og en neutron, tritium - kernen består af en proton og to neutroner. Hvis vi sammenligner massen af ​​kerner med massen af ​​nukleoner, viser det sig, at massen af ​​kernen af ​​tunge grundstoffer mere end beløbet masserne af protoner og neutroner i kernen, og for lette grundstoffer er kernens masse mindre end summen af ​​masserne af protoner og neutroner i kernen. Derfor er der en masseforskel mellem kernens masse og summen af ​​masserne af protoner og neutroner, kaldet massedefekten. M = Mn- (Mp + Mn). En fissionskædereaktion er en nuklear reaktion, hvor de partikler, der forårsager reaktionen, dannes som produkter af reaktionen. En nødvendig betingelse for udviklingen af ​​en fissionskædereaktion er kravet k > 1, hvor k er neutronmultiplikationsfaktoren, det vil sige forholdet mellem antallet af neutroner i en given generation og deres antal i den foregående generation. Evne til at kæde nuklear reaktion besidder uranisotopen 235U. Hvis visse kritiske parametre er til stede (kritisk masse - 50 kg, sfærisk form med en radius på 9 cm), falder tre neutroner frigivet under fissionen af ​​den første kerne ind i tre nabokerner osv. Processen er i gang i form af en kædereaktion, der sker på en brøkdel af et sekund i formen atomeksplosion. Ukontrolleret kernereaktion bruges i atombomber. Fysikeren Enrico Fermi var den første til at løse problemet med at kontrollere en kædereaktion af nuklear fission. Det er opfundet af ham atomreaktor i 1942. I vores land blev reaktoren lanceret i 1946 under ledelse af I.V. Kurchatov. Termonukleære reaktioner er reaktioner af fusion af lette kerner, der opstår når høj temperatur(ca. 107 K og derover). Forudsætninger for syntesen af ​​heliumkerner fra protoner er tilgængelige i det indre af stjerner. På Jorden er termonukleare reaktioner kun blevet udført i eksperimentelle eksplosioner, selvom der udføres international forskning for at kontrollere denne reaktion. Hvis vi sammenligner massen af ​​kerner med massen af ​​nukleoner, viser det sig, at massen af ​​kernen af ​​tunge grundstoffer er større end summen af ​​masserne af protoner og neutroner i kernen, og for lette grundstoffer massen af ​​kernen er mindre end summen af ​​masserne af protoner og neutroner i kernen. Derfor er der en masseforskel mellem kernens masse og summen af ​​masserne af protoner og neutroner, kaldet massedefekten. M = Mn- (Mp + Mn). Da der er en sammenhæng mellem masse og energi, så skal der under fissionen af ​​tunge kerner og under syntesen af ​​lette kerner frigives energi, der eksisterer på grund af en massedefekt, og denne energi kaldes atomkernens bindingsenergi. Frigivelsen af ​​denne energi kan ske under nukleare reaktioner. En kernereaktion er en proces med at ændre ladningen af ​​en kerne og dens masse, som opstår, når en kerne interagerer med andre kerner eller elementære partikler. Når kernereaktioner finder sted, er lovene for bevarelse af elektriske ladninger og massetal opfyldt: summen af ​​ladningerne (massetal) af kerner og partikler, der indgår i en kernereaktion, er lig med summen af ​​ladninger (massetal) af slutprodukter (kerner og partikler) af reaktionen. En fissionskædereaktion er en nuklear reaktion, hvor de partikler, der forårsager reaktionen, dannes som produkter af reaktionen. Uran-isotopen 235 U har evnen til at gennemgå en nuklear kædereaktion I nærvær af visse kritiske parametre (kritisk masse - 50 kg, sfærisk form med en radius på 9 cm), frigives tre neutroner under fissionen af ​​den første kerne. ind i tre nabokerner osv. Processen fortsætter i form af en kædereaktion, der sker på et splitsekund i form af en atomeksplosion. Ukontrollerede nukleare reaktioner bruges i atombomber. Fysikeren Enrico Fermi var den første, der løste problemet med at kontrollere kædereaktionen ved nuklear fission. Han opfandt en atomreaktor i 1942. I vores land blev reaktoren lanceret i 1946 under ledelse af I.V. Kurchatov. Termonukleære reaktioner er reaktioner af fusion af lette kerner, der forekommer ved høje temperaturer (ca. 107 K og derover). De nødvendige betingelser for syntesen af ​​heliumkerner fra protoner findes i stjernernes indre. På Jorden er termonukleare reaktioner kun blevet udført i eksperimentelle eksplosioner, selvom der er international forskning i gang for at kontrollere denne reaktion. Det er lovende områder inden for atomenergi. Da denne energi kan bruges til fredelige formål. Et eksempel på dette er Atomkraftværker. Søskibe, isbrydere drevet af atomkraftværker. Store fremskridt i studiet af atomers struktur blev opnået i den engelske videnskabsmand Ernest Rutherfords eksperimenter med spredning af alfapartikler, når de passerer gennem tynde lag af stof. I disse eksperimenter blev en smal stråle af α-partikler udsendt af et radioaktivt stof rettet mod tynd guldfolie. En skærm blev placeret bag folien, der var i stand til at gløde under hurtige slag α partikler. Det viste sig, at størstedelen af ​​α-partikler afviger fra retlinet udbredelse efter at have passeret gennem folien, dvs. de er spredt, og nogle α-partikler bliver generelt kastet tilbage. Beregninger viste, at for at forklare eksperimenterne er det nødvendigt at acceptere Rutherford foreslog, at atomet var opbygget som et planetsystem. Essensen af ​​Rutherfords model af atomets struktur er som følger: i atomets centrum er der en positivt ladet kerne, hvori al massen er koncentreret om kernen i cirkulære baner i store afstande (som planeter). omkring Solen). Ladningen af ​​kernen falder sammen med nummeret på det kemiske grundstof i det periodiske system. Rutherfords planetariske model af atomets struktur kunne ikke forklare en række velkendte fakta: En elektron med en ladning skal falde ned på kernen på grund af Coulombs tiltrækningskræfter, og et atom er et stabilt system. Når man bevæger sig i en cirkulær bane, nærmer sig kernen, skal en elektron i et atom udsende elektromagnetiske bølger af alle mulige frekvenser, det vil sige, at det udsendte lys skal have et kontinuerligt spektrum, men i praksis viser det sig anderledes: atomernes elektroner udsender lys der har et linjespektrum. Den danske fysiker Niels Bohr var den første, der forsøgte at løse modsætningerne i den planetariske kernemodel for atomstruktur. Bohr baserede sin teori på to postulater. Det første postulat: et atomsystem kan kun være i særlige stationære eller kvantetilstande, som hver har sin egen energi; I en stationær tilstand udstråler atomet ikke. Det betyder, at en elektron (for eksempel i et brintatom) kan være i flere veldefinerede baner. Hver elektronbane svarer til en meget specifik energi. Andet postulat: under overgangen fra en stationær tilstand til en anden udsendes eller absorberes et kvantum af elektromagnetisk stråling. En fotons energi er lig med forskellen mellem et atoms energi i to tilstande: , , hvor er Plancks konstant. Når en elektron bevæger sig fra en nærliggende bane til en mere fjern, absorberer atomsystemet en mængde energi. Når en elektron bevæger sig fra en mere fjern bane til en tættere bane i forhold til kernen, udsender det sløve system et energikvante. Bohrs teori gjorde det muligt at forklare eksistensen af ​​linjespektre. Billet nummer 24 1. Hvilken struktur har et atoms kerne? Hvilke egenskaber har nukleare kræfter? Definer massedefekten og bindingsenergien for atomkernen. Giv eksempler på nukleare reaktioner. I 1932 efter opdagelsen af ​​protonen og neutronen af ​​forskerne D.D. Ivanenko (USSR) og W. Heisenberg (Tyskland) fremlagde en proton-neutron-model af atomkernen Ifølge denne model: - kernerne i alle kemiske grundstoffer består af nukleoner: protoner og neutroner - atomladningen skyldes kun protoner - antallet af protoner i kernen er lig med grundstoffets atomnummer - antallet af neutroner er lig med forskellen mellem masseantallet og antallet af protoner (N=A-Z) Symbol kerne af et atom af et kemisk grundstof: X – kemisk element symbol A er massetallet, som viser: - kernens masse i hele atomare masseenheder (amu) (1 amu = 1/12 massen af ​​et kulstofatom) - antal nukleoner i kernen (A = N + Z), hvor N er antallet af neutroner i atomets kerne Z er opkrævningsnummeret, som viser: - Nuklear ladning i elementære elektriske ladninger (e.e.c.) (1 e.e.z. = elektronladning = 1,6 x 10 -19 C) - antal protoner - antallet af elektroner i et atom - serienummer i det periodiske system Nukleare styrker - tiltrækkende kræfter, der binder protoner og neutroner i kernen. Egenskaber: 1. Ved afstande i størrelsesordenen 10 -13 cm svarer stærke interaktioner til tiltrækning, og efterhånden som afstanden aftager, svarer de til frastødning. 2.Uafhængig af tilgængelighed elektrisk ladning(ejendoms uafhængighed). Den samme kraft virker på både protonen og neutronen. 3. Interagere med et begrænset antal nukleoner (mætningsegenskab). 4.Kort rækkevidde: fald hurtigt, startende fra r ≈ 2,2. 10 -15 m. Den energi, der kræves for fuldstændigt at opdele en kerne i individuelle nukleoner, kaldes bindingsenergi. Bindingsenergien er meget høj. Når 4 g helium syntetiseres, frigives den samme mængde energi som ved afbrænding af to biler med kul. Kernens masse er altid mindre end summen af ​​hvilemasserne af de frie protoner og neutroner, som den udgør. Forskellen mellem massen af ​​kernen og summen af ​​masserne af protoner og neutroner kaldes massedefekten. Formel til beregning af bindingsenergi: - massefejl. m p - proton hvilemasse; m n er neutronens hvilemasse. M i er massen af ​​atomkernen. I atomfysik er det praktisk at udtrykke masse i atomare masseenheder: 1 amu=1,67·10 -27 kg. Energi-masse koblingskoefficient (lig med 2): s2 = 931,5 MeV/a e m. Nukleare reaktioner - transformationer af atomkerner forårsaget af deres interaktioner med forskellige partikler eller med hinanden. Symbolsk notation: A + a = B + b. Når man skriver kernereaktioner, bruges lovene om bevarelse af ladning og massetal (antal nukleoner). Eksempler: Energiudbyttet af en nuklear reaktion er forskellen mellem den samlede bindingsenergi af de partikler, der deltager i reaktionen, og reaktionsprodukterne. Reaktioner, der opstår med frigivelse af energi, kaldes. eksoterm, med absorption - endoterm. Ernest Rutherford er en af ​​grundlæggerne af den grundlæggende doktrin om indre struktur atom. Videnskabsmanden blev født i England i en familie af immigranter fra Skotland. Rutherford var det fjerde barn i hans familie og viste sig at være den mest talentfulde. Særligt bidrag han formåede at introducere teorien om atomstruktur.