- •1)Свет. Интерференция света.
- •2)Расчет интерференционной картины от двух источников
- •3)Полосы равного наклона
- •4)Кольца Ньютона
- •5) Принцип гюйгенса - френеля
- •6) Дифракция френеля на круглом отверстии и диске
- •8) Дифракционная решетка
- •9)Поляризация света. Закон Малюса. Вращение плоскости поляризации.
- •10)Способы получения поляризованного света. Закон Брюстера. Двойно́е лучепреломле́ние
- •12) Рассеяние света. Зако́н Ламберта.
- •13) Теплово́е излуче́ние и его характеристики. Закон Больцмана.
- •Закон Стефана—Больцмана
- •14) Закон излучения Кирхгофа. Вина закон смещения
- •16) Рентге́новское излуче́ние. Рентгеновская трубка
- •17) Законы фотоэффекта.
- •18) Эффект Комптона. Давление света
- •19) Гипотеза де Бройля
- •20) Соотношение неопределенности Гейзенберга
- •22) Квантование энергии электрона в атоме
- •23) Модель строения атома по Резерфорду.
- •24) Опыт Франка — Герца
- •26) Квантовая механическая задача об атоме водорода Решение уравнения Шрёдингера. Краткий обзор результатов
- •27) Квантовые числа и их физический смысл
- •28) Строение ядра. Характеристики атомного ядра. Размеры ядер
- •30) Ядерные взаимодействия
- •Взаимодействие нуклонов в атомном ядре
- •32) Альфа-распад, бета-минус-распад, бета-плюс-распад, к-захват Альфа-распад
- •Бета-распад
- •Гамма-распад (изомерный переход)
22) Квантование энергии электрона в атоме
Некоторые физические величины, относящиеся к микрообъектам, изменяются не непрерывно, а скачкообразно. О величинах, которые могут принимать только вполне определенные, то есть дискретные значения (латинское "дискретус" означает разделенный, прерывистый), говорят, что они квантуются.
В 1900 г. немецкий физик М. Планк, изучавший тепловое излучение твердых тел, пришел к выводу, что электромагнитное излучение испускается в виде отдельных порций - квантов - энергии. Значение одного кванта энергии равно
ΔE = hν,
где ΔE - энергия кванта, Дж; ν - частота, с-1; h - постоянная Планка (одна из фундаментальных постоянных природы), равная 6,626·10−34 Дж·с. Кванты энергии впоследствии назвали фотонами.
Идея о квантовании энергии позволила объяснить происхождение линейчатых атомных спектров, состоящих из набора линий, объединенных в серии. Еще в 1885 г. швейцарский физик и математик И.Я. Бальмер установил, что длины волн, соответствующие определенным линиям в спектре атомов водорода, можно выразить как ряд целых чисел. Предложенное им уравнение, позднее модифицированное шведским физиком Ю.Р. Ридбергом, имеет вид:
1 / λ = R(1 / n12 − 1 / n22),
где λ - длина волны, см; R - постоянная Ридберга для атома водорода, равная 1,097373·105 см−1, n1 и n2 - целые числа, причем n1 < n2.
Первая квантовая теория строения атома была предложена Н. Бором. Он считал, что в изолированном атоме электроны двигаются по круговым стационарным орбитам, находясь на которых, они не излучают и не поглощают энергию. Каждой такой орбите отвечает дискретное значение энергии. Переход электрона из одного стационарного состояния в другое сопровождается излучением кванта электромагнитного излучения, частота которого равна
ν = ΔE / h,
г де ΔE - разность энергий начального и конечного состояний электрона, h - постоянная Планка.
Дискретность энергии электрона является важнейшим принципом квантовой механики. Электроны в атоме могут иметь лишь строго определенные значения энергии. Им разрешен переход с одного уровня энергии на другой, а промежуточные состояния запрещены.
23) Модель строения атома по Резерфорду.
Атом является сложной системой, в состав которой входят определенные частицы. Английский физик Э. Резерфорд предложил ядерную (планетарную) модель строения атома. Основные положения ядерной модели атома. 1. Атом имеет форму шара, в центре которого находится ядро.
2. В центре атома находится положительно заряженное ядро, занимающее ничтожную часть пространства внутри атома. Ядро имеет очень маленький размер (диаметр атома 10-10 м, диаметр ядра ~10-15 м).
3. Весь положительный заряд и почти вся масса атома сосредоточены в его ядре (масса электрона равна 1/1823 а.е.м.).
4. Вокруг ядра вращаются электроны. Их число равно положительному заряду ядра.
Эта модель оказалась очень наглядной и полезной для объяснения многих экспериментальных данных, но она сразу обнаружила и свои недостатки. В частности, электрон, двигаясь вокруг ядра с ускорением (на него действует центростремительная сила), должен был бы, согласно электромагнитной теории, непрерывно излучать энергию. Это привело бы к тому, что электрон должен был бы двигаться вокруг ядра по спирали и в конце концов упасть на него. Никаких доказательств того, что атомы непрерывно исчезают, не было, отсюда следовало, что модель Резерфорда в чем-то ошибочна.