Опыты Резерфорда и модель атома. Постулаты Бора

1.

2.

В начале ХХ в было известно, что:
1) В состав атома входят электроны;
2) Атом электронейтрален;
3) Атом устойчив;
4) Спектр атома состоит из отдельных
линий (линейчатый спектр)

3.

Модель строения атома Томсона
• Атом – шар, по всему объёму которого равномерно
распределён положительный заряд.
• Внутри шара находятся электроны.
• Каждый электрон может совершать колебательные
движения около своего положения равновесия.
• Положительный заряд шара равен по модулю суммарному
заряду электронов, поэтому заряд атома в целом равен
нулю.

4.

Опыты Резерфорда
*В 1906 г. предложил 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-частица является ядром атома гелия.

5.

Подавляющая часть альфа-частиц проходит сквозь фольгу
практически без отклонения или с отклонением на малые углы;
Некоторая небольшая часть альфа-частиц при прохождении
через фольгу отклоняется на значительные углы ( 90,120,150
градусов);
Такое отклонение возможно лишь при встрече с положительно
заряженной частицей большой массы.
5

6.

Выводы из опытов:
Положительный заряд сосредоточен в малой
части атома – ядре;
Практически вся масса атома сосредоточена в
этом ядре;
Отклонения альфа-частиц на большие углы
происходят в результате столкновения альфа –
частиц с ядром одного из атомов;
Теоретические расчеты позволили оценить
размеры ядер атомов

7.

Планетарная модель атома
Согласно этой модели:
атом имеет положительно
заряженное
ядро,
размеры
которого малы по сравнению с
размерами самого атома;
в ядре сконцентрирована почти
вся масса атома;
• электроны вращаются вокруг
ядра по орбитам (почти как
планеты вокруг Солнца).
Недостатки: невозможность объяснить устойчивость атома,
а также сходство атомов одного и того же химического элемента

8.

Однако, планетарная модель,
противоречит классической физике.
Электрон, вращаясь с ац, излучает
электромагнитные волны, и это должно
сопровождаться потерей энергии. В
результате согласно классическим
представлениям атом Резерфорда
оказывается неустойчивым.
Законы классической механики оказались
неприменимы к атому.
Н. Бор предпринял попытку спасти
планетарную модель атома Резерфорда.

9.

10.

Постулаты Бора
Первый постулат Бора
В атоме существуют орбиты, называемые стационарными,
двигаясь по которым электрон не излучает энергию (каждой
орбите соответствует определенная энергия электрона En,
где n-номер орбиты)
Второй постулат Бора
Излучение и поглощение энергии атомом происходит при
переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую.
Энергия излученного или поглощенного фотона равна
разности энергий стационарных состояний:
hνmn=Em - En
Где m и n- номера стационарных электронных орбит, а Em и
En – энергии электрона на этих орбитах.

11.

Если электрон переходит с более удаленной от
ядра орбиты на более близкую к ядру, то
происходит излучение фотона.
При поглощении фотона происходит обратный
переход.
Частота излучения
Em En Em En
или поглощения- vmn
h
h
h
Энергия электрона в
атоме водорода,
находящегося на n-й
орбите
2
4
k me 1
En
2
2
2 n

12.

! Скорости и радиусы орбит могут
изменяться не непрерывно, а имеют только
определенный дискретный набор значений.
! Энергия электрона в атоме, так же как
скорость и радиус орбиты электрона,
принимает дискретный набор значений, т.е.
квантуется

13.

Следствия постулатов Бора
-Стабильность атома объясняется тем, что для
каждого электрона в атоме существует орбита с
наименьшей энергией (основное состояние), при этом
атом не может излучать энергию.
-В основном состоянии атом может находиться
сколь угодно долго.
-Стационарные орбиты электронов во всех атомах
данного элемента одни и те же., этим объясняется
сходство атомов данного химического элемента.