Вопрос. Развитие представлений о строении атома. Квантовые постулаты Бора.

Не сразу ученые пришли к правильным представлениям о строении атома. Первая модель атома была предложена английским физиком Дж. Дж. Томсоном, открывшим электрон. По мысли Томсона, положительный заряд атома занимает весь объем атома и распределен в этом объеме с постоянной плотностью. Его модель представляла собой “кекс с изюмом”. В положительно заряженную частицу как бы вкраплены отрицательно заряженные электроны.

Однако модель Томсона оказалась в полном противоречии с известными уже к тому времени свойствами атома, главным из которых является устойчивость.

Позже появилась другая модель строения атома, которую предложил Эрнест Резерфорд в результате эксперимента с рассеиванием альфа-частиц. По этой модели атом состоит из небольшого положительно заряженного ядра, в котором сосредоточена почти вся масса атома, вокруг которого движутся электроны, — подобно тому, как планеты движутся вокруг Солнца. Планетарная модель атома соответствует современным представлениям о строении атома с учётом того, что движение электронов имеет квантовый характер и не описывается законами классической механики.

Постулаты Бора.

1 постулат. Существуют особые, стационарные состояния атома, находясь в которых атом не излучает энергию, при этом электроны в атоме движутся с ускорением. Каждому стационарному состоянию соответствует определенная энергия.

2 постулат. Излучение света происходит при переходе атома из стационарного состояния с большей энергией в стационарное состояние с меньшей энергией. Энергия излученного фотона равна разности энергий стационарных состояний.

В 1914 году Франк и Герц поставили опыт, подтверждающий теорию Бора: атомы разреженного газа обстреливались медленными электронами с последующим исследованием распределения электронов по абсолютным значениям скоростей до и после столкновения. При упругом ударе распределение не должно меняться, так как изменяется только направление вектора скорости. Результаты показали, что при скоростях электронов меньше некоторого критического значения удары упруги, а при критической скорости столкновения становятся неупругими, электроны теряют энергию, а атомы газа переходят в возбуждённое состояние. При дальнейшем увеличении скорости удары снова становились упругими, пока не достигалась новая критическая скорость. Наблюдаемое явление позволили сделать вывод о том, что атом может или вообще не поглощать энергию, или же поглощать в количествах равных разности энергий стационарных состояний.

 

Билет 5.

Вопрос. Спектры излучения и поглощения. Спектральный анализ и его применение.

Спектр - относительная интенсивность электромагнитного излучения объекта исследования по шкале частот.

Свет, излучаемый источником, обычно имеет сложный состав.

Совокупность частот или длин волн, излучаемых данным веществом, называют спектром излучения.

Линейчатый. В таком спектре присутствуют только некоторые частоты. Каждый атом излучает строго определенный набор частот.	Спектр излучения натрия
Полосатый Состоит из отдельных цветных полос, разделенных темными промежутками. Эти полосы представляют собой совокупность большого числа близко расположенных линий, сливающихся между собой.	Солнечный спектр
Непрерывный или сплошной В нем представлены все частоты (длины волн).

Вид спектра зависит от свойств излучающих атомов, а также от характера взаимодействия их друг с другом.

Спектром поглощения называют набор частот или длин волн, поглощаемых данным веществом. Атомы химических элементов поглощают только те волны, которые способны сами излучать.

Спектральный анализ.

Главное свойство спектров в том, что длины волн линейчатого спектра вещества зависят только от свойств атомов этого вещества, но совершенно не зависят от способа возбуждения свечения атомов. Атомы любого хим. элемента дают спектр, не похожий на спектры всех других элементов. На этом и основан спектральный анализ – метод определения хим. состава вещества по его спектру. В настоящее время определены спектры всех атомов и составлены таблицы спектров. С помощью спектрального анализа были открыты многие новые элементы: рубидий, цезий и др. Именно с помощью спектрального анализа узнали химический состав Солнца и звезд. Гелий сначала открыли на Солнце и лишь затем в атмосфере Земли. С помощью спектрального анализа также определяют химический состав руд и минералов.