Презентация с применением флеш по теме "Атомная физика" 11 класс

Учитель физики: Закранцова В.В.

Модель атома Томсона

Атом представляет собой непрерывно заряженный положительным зарядом шар радиуса порядка 10 -10 м, внутри которого около своих положений равновесия колеблются электроны.

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)

Далее

Модель атома Резерфорда

Экспериментально исследовал распределение положительного заряда.

В 1906 г. зондировал атом с помощью α -частиц.

Эрнест Резерфорд

(1871 – 1937)

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

На экране

Радиоактивное

вещество

?

Фольга

Далее

Недостатки атома Резерфорда

• Эта модель не согласуется с наблюдаемой стабильностью атомов. По законам классической электродинамики вращающийся вокруг ядра электрон должен непрерывно излучать электромагнитные волны, а поэтому терять свою энергию. В результате электроны будут приближаться к ядру и в конце концов упадут на него.
• Эта модель не объясняет наблюдаемые на опыте оптические спектры атомов. Оптические спектры атомов не непрерывны, как это следует из теории Резерфорда, а состоят из узких спектральных линий, т.е. атомы излучают и поглощают электромагнитные волны лишь определенных частот, характерных для данного химического элемента.

К явлениям атомных масштабов законы классической физики неприемлемы.

Планетарная модель атома

Корпускулярные и волновые свойства частиц следует рассматривать не как взаимоисключающие, а как взаимодополняющие друг друга

«Наука вынуждает нас создавать новые теории. Их задача – разрушить стену противоречий, которые часто преграждают дорогу научному прогрессу. Все существенные идеи в науке родились в драматическом конфликте между реальностью и нашими попытками ее понять».

наука, позволяющая предсказать поведение огромного числа физических систем – от Галактик до атомов и атомных ядер

Электронная оболочка

Ядро

K L

Далее

Энергия связи атомных ядер – та энергия, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные частицы.

Закон сохранения энергии энергия связи равна той энергии, которая выделается при образовании ядра из отдельных частиц.

Уравнение Эйнштейна между массой и энергией:

Точнейшие измерения масс ядер масса покоя ядра М я всегда меньше суммы масс покоя слагающих его протонов и нейтронов:

- дефект массы.

Альберт Эйнштейн

(1879 - 1955)

Уменьшение массы при образовании ядра из частиц уменьшается энергия этой системы частиц на значение энергии связи :

• ядро образуется из частиц;
• частицы за счет действия ядерных сил на малых расстояниях устремляются с огромным ускорением друг к другу;
• излучаются γ - кванты с энергией и массой .

Пример: образование 4 г гелия сопровождается выделением такой же энергии, что и сгорание 1,5 - 2 вагонов каменного угла.

Удельная энергия связи

• Удельная энергия связи – энергия связи, приходящаяся на одну ядерную частицу от массового числа А.

• Максимальную энергию связи (8,6 МэВ/нуклон) имеют элементы с массовыми числами от 50 до 60.

Ядра этих элементов наиболее устойчивы.

Уменьшение удельной энергии связи у легких элементов объясняется поверхностными эффектами.

• Ядерные силы являются короткодействующими.
• Нуклоны, находящиеся на поверхности ядра, взаимодействуют с меньшим числом соседей, чем нуклоны внутри ядра.

• Энергия связи нуклонов на поверхности меньше, чем у нуклонов внутри ядра.
• Чем больше ядро, тем большая часть от общего числа нуклонов оказывается на поверхности энергия связи в среднем на один нуклон меньше у легких ядер.

У тяжелых ядер удельная энергия связи уменьшается за счет растущей с увеличением Z кулоновской энергии отталкивания протонов. Кулоновские силы стремятся разорвать ядро.

Ядерные силы ( сильное взаимодействие)- силы, действующие между нуклонами в ядре и обеспечивающие существование устойчивых ядер

• Являются силами притяжения
• Короткодействующие ( ~ 2* 10 м)
• Действуют одинаково между p-p p-n n-n

Радиоактивность - доказательство сложного строения атомов.

• Эрнест Резерфорд

Радиоактивные превращения

• Фредерик Содди 1903г. (до открытия атомного ядра)
• Правило смещения
• α – распад :

• β – распад :