Презентация "Постулаты Бора"

История создания постулатов Бора интересна для интересующихся физикой,как пример для осознания,что каждый способен исследовать свойства окружающего мира и сделать выводы из наблюдений,эксперимента и отдельных фактов,соединив воедино.

Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?

Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.

Быстро и объективно проверять знания учащихся.

Сделать изучение нового материала максимально понятным.

Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.

Наладить дисциплину на своих уроках.

Получить возможность работать творчески.

=> ПОЛУЧИТЬ СУПЕРСПОСОБНОСТИ УЧИТЕЛЯ <=

Просмотр содержимого документа
«Презентация "Постулаты Бора"»

Постулаты Бора

Материалы для 11 класса

Постулаты Бора — основные допущения, сформулированные Нильсом Бором в 1913 году для объяснения закономерности линейчатого спектра атома водорода и водородоподобных ионов

(формула Бальмера -Ридберга) и квантового характера испускания и поглощения света. Бор исходил из планетарной модели атома Резерфорда.

Нильс Бор увидел во сне модель атома. Это было солнце из горящего газа, вокруг которого вращались связанные с ним тонкими нитями планеты. Внезапно газ затвердел, а солнце и планеты резко уменьшились в размерах.

КВАНТОВЫЕ ПОСТУЛАТЫ НИЛЬСА БОРА

Опыты подтвердили правильность ядерной модели атома Резерфорда, поэтому ученым пришлось признать ограниченность применения законов классической физики. Первым решился на это признание выдающийся физик XX в. датский ученый Нильс Бор. В 1913 г. он, основываясь на разрозненных экспериментальных фактах, с помощью гениальной интуиции сформулировал в виде постулатов основные положения новой теории. Изучая противоречия модели атома Резерфорда законам классической физики Нильс Бор в 1913 г. выдвигает "постулаты", определяющие строение атома и условия испускания и поглощения им электромагнитного излучения. Постулаты Бора показали, что атомы "живут" по законам микромира.

I постулат - постулат стационарных состояний: В атоме существуют стационарные квантовые состояния, не изменяющиеся с течением времени без внешнего воздействия на атом. В этих состояниях атом не излучает электромагнитных волн, хотя и движется с ускорением. Каждому стационарному состоянию атома соответствует определенная энергия атома. Стационарным состояниям соответствуют стационарные орбиты, по которым движутся электроны.

II постулат - правило частот: При переходе атома из одного стационарного состояния в другое излучается или поглощается 1 фотон. а) Атом излучает 1 фотон(который несет 1 квант энергии), когда электрон переходит из состояния с большей энергией (Е k) в состояние с меньшей энергией (Е n).

Eп происходит излучение фотона. Частота излучения: Г де k и n - номера стационарных состоянии, или главные квантовые числа. б) Атом поглощает 1 фотон, когда переходит из стационарного состояния с меньшей энергией (E n) в стационарное состояние с большей энергией (E k). При Ек происходит поглощение фотона. После экспериментальных проверок правильности модели атома Резерфорда и принятия постулатов Бора ученым пришлось признать ограниченность применения законов классической физики для микроскопических тел." width="640"

Энергия излученного фотона:

Здесь (Ek - En) - разность энергий стационарных состояний. При Ек Eп происходит излучение фотона. Частота излучения:

Г де k и n - номера стационарных состоянии, или главные квантовые числа. б) Атом поглощает 1 фотон, когда переходит из стационарного состояния с меньшей энергией (E n) в стационарное состояние с большей энергией (E k). При Ек происходит поглощение фотона. После экспериментальных проверок правильности модели атома Резерфорда и принятия постулатов Бора ученым пришлось признать ограниченность применения законов классической физики для микроскопических тел.

Модель атома водорода по Бору Свои постулаты Н. Бор применил для построения теории строения простейшего атома
(атома водорода). Согласно этой теории Бор смог вычислить для атома водорода: - возможные радиусы орбит электрона и размеры атома - энергии стационарных состояний атома - частоты излучаемых и поглощаемых электромагнитных волн.

Распределение энергетических уровней при излучении (испускании) и поглощении атомом водорода электромагнитных волн:
При (n = 1) - основное энергетическое состояние, ему соответствует радиус орбиты электрона r = 0,5 • 10 -11 м. При (n больше 1) - возбужденные состояния. При поглощении атомом кванта энергии (фотона) атом переходит в возбужденное состояние, при этом электрон переходит на более отдаленную орбиту и его связь с ядром слабеет. Переходы в первое возбужденное состояние (Е2) с верхних уровней соответствует частотам видимой части (кр з с с) спектра водорода.

Линейчатый спектр атома водорода состоит из линий, сгруппированных в серии.
Частоты каждой серии спектра можно подсчитать по формуле
Бальмера-Ритберга:
В спектре водорода обнаружены следующие серии: n = I - серия Лаймана - ультрафиолетовое излучение n = 2 - серия Бальмера - видимое излучение n = 3 - серия Пашена - инфракрасное излучение и т.д.

Однако, надо помнить, что для атомов с большим числом электронов
( больше 1) расчеты по теории Бора неприменимы. P.S. Надо помнить! Движение электрона в атоме мало похоже на движение планет по орбитам. Точнее, электрон на орбите можно назвать электронным облаком, имеющим разную плотность. Орбитой электрона в атоме называется геометрическое место точек, в которых с наибольшей вероятностью можно обнаружить электрон. Энергия в атомной физике измеряется в электронвольтах. 1эВ – это энергия электрона, проходящего разность потенциалов в 1В. 1эВ = 1,6 х 10 -19 Дж

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 позволило сделать вывод о том, что атом может или вообще не поглощать энергию, или же поглощать в количествах равных разности энергий стационарных состояний.

Существование дискретных энергетических уровней атома подтверждается опытом Франка и Герца. Немецкие ученые Джеймс Франк и Густав Герц за экспериментальные исследования дискретности энергетических уровней получили Нобелевскую премию в 1925 г.

Когда-то мир жил без лазеров. Это сейчас достижения квантовой физики, лазерной электроники, компьютерные технологии являются неотъемлемыми составляющими нашей жизни, применяются даже в быту. А у истоков глобальных перемен стояли выдающиеся физики XX века Николай Геннадьевич Басов, Александр Михайлович Прохоров и американец Чарлз Хард Таунс. В 1964 году все трое получили Нобелевскую премию "за фундаментальные работы в области квантовой электроники, которые привели к созданию осцилляторов и усилителей, основанных на принципе лазера-мазера".

Лазерное излучение с длинами волн (снизу вверх): 405, 445, 520, 532, 635 и 660 нм.

Ла́зер ( англ. laser , акроним от l ight a mplification by s timulated e mission of r adiation «усиление света посредством вынужденного излучения »), или опти́ческий ква́нтовый генера́тор — это устройство, преобразующее энергию накачки ( световую , электрическую , тепловую , химическую и др.) в энергию когерентного , монохроматического , поляризованного и узконаправленного потока излучения.

Ла́зер — квантовый генератор, источник когерентного монохроматического электромагнитного излучения оптического диапазона. Обычно состоит из трёх основных элементов:
Источник энергии (механизм « накачки » лазера).
Рабочее тело лазера.
Система зеркал («оптический резонатор»).

Лазерные источники света обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с другими источниками:
1. Лазеры способны создавать пучки света с очень малым углом расхождения (около 10 -5 рад). На Луне такой пучок, испущенный с Земли, дает пятно диаметром 3 км.

Лазерные источники света обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с другими источниками:
2. Свет лазера обладает исключительной когерентностью и монохроматичностью.

Лазерные источники света обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с другими источниками:
3. Лазеры являются самыми мощными источниками света. В узком интервале спектра кратковременно (в течение промежутка времени продолжительностью порядка 10 -13 с) у некоторых типов лазеров достигается мощность излучения 10 17 Вт/см 2 , в то время как мощность излучения Солнца равна только 7×10 3 Вт/см 2 , причем суммарно по всему спектру. На узкий же интервал Dl=10-6 см (ширина спектральной линии лазера) приходится у Солнца всего лишь 0,2 Вт/см2. Напряженность электрического поля в электромагнитной волне, излучаемой лазером, превышает напряженность поля внутри атома.