Лекция 10
Модель атома Томсона
Модель атома Резерфорда
Результаты:
Почти все α-частицы проходят через фольгу практически не отклоняясь.
Небольшая часть α-частиц (0,1%) рассеивалась на углы, большие 90 и 180 град.
ВАХ для паров ртути
Минимальная энергия, необходимая для возбуждения атомов ртути ΔE1, деленная на заряд электрона, называется потенциалом возбуждения U1 = ΔE1/e.
При малых напряжениях (Uуск < 4.9 В для ртути) соударения электронов с атомами упругие:
Кинетическая энергия электронов
T = e Uуск < ΔE1 , U уск < U1
ΔE1 ~ 4.9 эВ
U уск ~ U1
U2 = 2U1 = 9,8 эВ, U3 = 3U1 = 14,7 эВ
м
Дж
http://www.teachmen.ru/work/lectureFG/
Проведем опыт
ПС вступает в силу на нечеткой границе между квантовой и классической механикой и демонстрирует, что в природе нет явных границ между явлениями
Квантовая механика отнюдь не отменяет и не подменяет собой классическую механику Ньютона, а лишь представляет собой предельный случай при переходе явлений в масштабы микромира.
Принцип соответствия
Состояние электрона в атоме водорода описывается волновой функцией ψ, удовлетворяющей стационарному уравнению Шредингера
т — масса электрона,
Е — полная энергия электрона в атоме
(1)
При Е<0 движение электрона является связанным, при Е>0 движение электрона является свободным.
Е>0 — ионизованный атом
Стационарному уравнению Шредингера
Главное квантовое число n
определяет энергетические уровни электрона в атоме
и может принимать любые целочисленные значения,
начиная с единицы: n = 1,2,3…
Движущаяся по классической орбите частица с определенной энергией может описывать как круговую орбиту, так и любую из бесконечного числа эллиптических орбит. Энергия частиц на каждой из таких орбит одна и та же, а момент импульса – различный.
Для данного значения энергии состояния круговая орбита имеет наибольший момент импульса. Наиболее вытянутая эллиптическая орбита имеет наименьший момент импульса.
В модели эллиптических орбит Зоммерфельда главное квантовое число n определяет только энергию состояния, а для характеристики орбитального момента импульса вводится новое квантовое число l
Квантовое число l определяет величину углового момента, но не дает его направление. В магнитном поле это направление является важным, так как орбитальный электрон также генерирует крошечное магнитное поле.
В любом эксперименте единовременно может быть измерена только одна компонента углового момента.
Наличие квантового числа ml
приводит в сильном магнитном поле к расщеплению уровня с главным квантовым числом п на 2l +1 подуровней. Соответственно в спектре атома в сильном магнитном поле наблюдается расщепление спектральных линий.
где mS может принимать одно из двух значений
Все частицы имеют спиновое квантовое число. Частицы с целым спином называются бозонами (фотон, мезоны), частицы с полуцелым спином – фермионами (протон, нейтрон, электрон, нейтрино и т.д.).
Спин и орбитальный момент импульса электрона объединяются в полный момент импульса J.
Опыт подтвердил наличие у атомов спина и факт пространственного квантования направления их магнитных моментов.
Узкий пучок атомов водорода, заведомо находящихся в s-состоянии, в неоднородном магнитном поле расщепляется на два пучка.
два электрона, связанные в одном и том же атоме, различаются значениями по крайней мере одного квантового числа.
максимальное число электронов, находящихся в состояниях, определяемых данным главным квантовым числом, равно
Распределение электронов в атоме по состояниям
. Вид основных типов орбиталей показан на рис.
распределение электронной плотности (формы электронного облака) для состояний атома водорода при n=1 и n=2
Распределение электронов в атоме по состояниям
Периодическая система элементов Д. И. Менделеева (1869)
Периодическая система элементов Д. И. Менделеева (1869)
2) изменение магнитного квантового числа Δml удовлетворяет условию
Изменение главного квантового числа n может быть любое
Возможные переходы в атоме водорода
Подведем итоги:
Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:
Email: Нажмите что бы посмотреть