Презентация для урока физики "Строение атома"

Из чего состоит атом?

По - античному наивно,

Откровенно простовато

Совершенно “неделимым”

Называли греки атом.

Но теперь твердит наука:

Атом - не простая штука

И устроен он хитро.

В центре - плотное ядро,

Пляшут электроны крошки…

В электронных облаках,

Как кораблик на волнах,

Плыть стремиться каждый атом

По своим координатам

В Менделеевской таблице.

1. Модель Томсона

Пудинг с изюмом

Джозеф Джон Томсон

(1856-1940гг)

Положительный заряд атома занимает весь объем атома и распределен в этом объеме с постоянной плотностью.

1. Модель Томсона

Недостатки модели:

• не объясняла дискретный характер излучения атома и его устойчивость;
• не дает возможности понять, что определяет размеры атомов;
• оказалась в полном противоречии с опытами по исследованию распределения положительного заряда в атоме (опыты, проводимые Эрнестом Резерфордом).

Джозеф Джон Томсон

(1856 – 1940)

2.Ранняя планетарная модель атома Нагаоки

• В 1904 году японский физик Хантаро Нагаока предложил модель атома, построенную по аналогии с планетой Сатурн. В этой модели вокруг маленького положительного ядра по орбитам вращались электроны, объединённые в кольца. Модель оказалось ошибочной, но некоторые важные её положения вошли в модель Резерфорда.

Барельефный портрет Хантаро Нагаока в Музее науки (Токио)

3. Модель Резерфорда

Эрнест Резерфорд

1871-1937гг

Скорость  - частиц - 1/30 скорости света в вакууме

На экране

?

Радиоактивное

вещество

Фольга

Из воспоминаний Резерфорда

« Это было, пожалуй, невероятным событием, которое я когда-либо переживал в моей жизни. Это было столь же неправдоподобным, как если бы вы произвели выстрел по обрывку папирусной бумаги пятнадцатидюймовым снарядом, а он вернулся бы и угодил бы в вас !»

 -

Ч

А

С

Т

И

Ц

Ы

Теория атома водорода

Нильс Бор

1885-1962гг

Первый постулат Бора

В устойчивом атоме электрон может двигаться лишь по особым, стационарным орбитам, не излучая при этом электромагнитной энергии.

Энергетический уровень – энергия, которой обладает атомный электрон в определенном стационарном состоянии.

n=1 – основное состояние

Потенциальная энергия взаимодействия с ядром

Кинетическая энергия движения электронов

Энергетическая диаграмма

Возбужденные состояния атома

Излучение света атомами

Невозбужденное состояние атома

Поглощение света атомами

Второй постулат Бора

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

Схемы перехода атома:

1.из основного стационарного состояния в возбужденное,

2.из возбужденного стационарного состояния в основное.

Бор предположил, что величины характеризующие микромир, должны квантоваться, т.е. они могут принимать только определенные дискретные значения.

Энергетический спектр атома водорода

Достоинства теории Бора

• Объяснила дискретность энергетических состояний водородоподобных атомов.
• Теория Бора подошла к объяснению внутриатомных процессов с принципиально новых позиций, стала первой полуквантовой теорией атома.
• Эвристическое значение теории Бора состоит в смелом предположении о существовании стационарных состояний и скачкообразных переходов между ними. Эти положения позднее были распространены и на другие микросистемы.

Недостатки теории Бора

• Не смогла объяснить интенсивность спектральных линий.
• Справедлива только для водородоподобных атомов и не работает для атомов, следующих за ним в таблице Менделеева.
• Теория Бора логически противоречива: не является ни классической, ни квантовой. В системе двух уравнений, лежащих в её основе, одно — уравнение движения электрона — классическое, другое — уравнение квантования

Недостатки теории Бора

Теория Бора являлась недостаточно последовательной и общей. Поэтому она в дальнейшем была заменена современной квантовой механикой, основанной на более общих и непротиворечивых исходных положениях. Сейчас известно, что постулаты Бора являются следствиями более общих квантовых законов. Но правила квантования типа широко используются и в наши дни как приближенные соотношения: их точность часто бывает очень высокой.

Задание 1

Какие утверждения соответствуют планетарной модели атома? 

1) ядро — в центре атома, заряд ядра положителен, электроны на орбитах вокруг ядра

2) ядро — в центре атома, заряд отрицателен, электроны на орбитах вокруг ядра

3) электроны — в центре атома, ядро обращается вокруг электронов, заряд ядра положителен

4) электроны — в центре атома, ядро обращается вокруг электронов, заряд ядра отрицателен

Задание 2

Опыты Резерфорда по рассеянию α-частиц показали, что  

А. масса атома близка к массе всех электронов.

Б. размеры атома близки к размерам атомного ядра.

Какое(-ие) из утверждений правильно(-ы)?

1) только А

2) только Б

3) и А, и Б

4) ни А, ни Б

Задание 3

Какой из отмеченных стрелками переходов между энергетическими уровнями сопровождается поглощением кванта минимальной частоты? Максимальной частоты? Максимальной длины волны?

Задание 4

На рисунке изображены модели атома Резерфорда для четырех атомов.

Черными точками обозначены электроны. Атому бора соответствует схема

Задание 5

На рисунке изображена схема атома.

Электроны обозначены черными точками. Схема соответствует атому

Задание 6

На рисунке показаны энергетические уровни атома водорода. Переходу, показанному на рисунке стрелкой, соответствует

1) поглощение атомом энергии 1,5 эВ

2) излучение атомом энергии 13,6 эВ

3) поглощение атомом энергии 12,1 эВ

4) излучение атомом энергии 12,1 эВ