Строение атома. Опыты резерфорда

1.

Фотоэффект пока пропускаем…

2.

План урока:
1. Изучение нового материала.
2. Закрепление материала.
3. Домашнее задание.

3.

• Положительный заряд
занимает весь объем
атома и распределен в
атоме равномерно;
электроны находятся
внутри атома, подобно
изюму в кексе.
• Например, атом водорода
представляет из себя шар
радиусом около 10-10 м,
внутри которого находится
один электрон.

4.

Модель атома Томсона
Атом представляет собой непрерывно
заряженный положительным зарядом шар
радиуса порядка 10-10м, внутри которого
около
своих
положений
равновесия
колеблются электроны.
Недостатки модели:
1. не объясняла дискретный характер излучения атома
и его устойчивость;
2. не дает возможности понять, что определяет размеры
атомов;
3. оказалась в полном противоречии с опытами по
исследованию распределения положительного заряда
в атоме (опыты, проводимые Эрнестом Резерфордом).
Джозеф Джон Томсон
(1856 – 1940)

5.

Модель атома Резерфорда
Экспериментально исследовал
распределение положительного
заряда.
В 1906 г. зондировал атом с
помощью α-частиц.
Эрнест Резерфорд
(1871 – 1937)

6.

• Резерфорд предложил исследовать атомные
ядра с помощью альфа-частиц.
• Альфа частицы (α-частицы) – ядра атома
гелия.
• Масса α-частиц в 8000 раз больше массы электрона,
а положительный заряд α-частиц равен по модулю
двум элементарным зарядам.
• Рассеяние α-частиц при бомбардировке ими атомов
тяжелых элементов может вызвать только
положительная часть атома, так как электроны
для этого слишком малы.

7.

• В свинцовый
цилиндр помещен
радиоактивный
элемент;
• Через
высверленный
канал α-частицы
попадают на
тонкую золотую
фольгу;
• После рассеяния αчастицы попадают
на полупрозрачный
экран, покрытый
сульфидом цинка

8.

• Экраны были поставлены вокруг экрана, что позволяло
фиксировать частицы, отклоняющиеся на углы большие 900

9.

• При распределении по
всему атомному ядру
положительный заряд
не даст достаточно
сильное поле для такого
отклонения частиц.
• Значит положительный
заряд ядра находится в
очень маленьком
объеме.
Так возникло предположение о
планетарной модели атома…

10.

Рукопись Резерфорда,
посвященная строению
атома; 1910 г.
• Атомное ядро – тело малых
размеров, в котором
сконцентрированы почти вся масса
и весь положительный заряд атома.
• Ядро имеет размеры порядка
10-14 – 10-15 м
• Размер же самого атома 10-10 м.
• Впоследствии удалось определить
заряд ядра: если заряд электрона
принять за единицу, то заряд ядра в
точности равен номеру данного
химического элемента в ПСМ

11.

12.

• Планетарная модель атома не могла
объяснить устойчивости атома.
• Положительное ядро и
отрицательный электрон должны
притягиваться (по закону Кулона).
• Ядро и электрон, имеющие массу
должны притягиваться (по закону
Всемирного тяготения).
• Падения атома на ядро не
происходит благодаря большой
скорости движения электрона вокруг
ядра.
Но электрон, движущийся по криволинейной траектории
(заряженная частица, движущаяся с ускорением) по теории
Максвелла, должна непрерывно излучать электромагнитные
волны, истратить на это всю энергию и упасть на ядро!

13.

• Все эти
противоречия
были разрешены
Нильсом Бором,
который
сформулировал
свои постулаты.

14.

КВАНТОВЫЕ
ПОСТУЛАТЫ БОРА.

15.

• Кулоновская сила притяжения к протону сообщает
электрону центростремительное ускорение и второй
закон Ньютона для электрона имеет вид:
Ошибка!
В свете полученных противоречий, изученных на предыдущем
уроке, понадобились некоторые уточнения, которые были
сформулированы датским ученым Нильсом Бором в 1913 году

16.

• В устойчивом атоме
электрон может
двигаться лишь по
особым, стационарным
орбитам, не излучая при
этом электромагнитной
энергии. В стационарном
состоянии атом не
излучает.

17.

18.

19.

1.
2.
3.
Что из себя представляет модель атома по Томсону?
Что такое α-частицы?
Почему отрицательно заряженные частицы атома не оказывают заметного
влияния на рассеяние α-частиц?
4. Почему α-частицы не могли бы рассеиваться на большие углы, если бы
положительный заряд атома был распределен по всему его объему?
5. Планетарная модель атома не согласуется с законами классической физики.
Почему?
6. Каким законом руководствовался Резерфорд при своих рассуждениях о
размерах атомного ядра?
7. Что принимают за радиус атома?
8. Какие размеры имеют атомное ядро и сам атом?
9. Какова модель атома по Резерфорду?
10. Какие противоречия и с какими теориями возникли у Резерфордовской
модели атома?
11. Каким образом эти противоречия преодолены (ну хотя- бы частично…)
12. Сформулируйте постулаты Бора.

20.

Домашнее задание
§ 74-75 + Тест «Строение атома.
Опыты Резерфорда»:
https://vk.com/app5619682_193351972#595821