Строение атомов и их взаимодействие
Анализ основных моделей строения атома Дж. Томсона, Э. Резерфорда, Н. Бора. Определение импульса атома водорода при излучении кванта света и энергии фотона. Условия изменения длины волны, выделение энергии при аннигиляции атомов антиводорода и водорода.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 07.04.2015 |
| Размер файла | 49,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
Министерство образования и науки Российской Федерации
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Направление Экономика
Контрольная работа
Строение атомов и их взаимодействие
Выполнил студент гр. З-3Б31
М.А. Жидов
Приняла преподаватель
Л.Ю. Немирович-Данченко
Томск 2014 г.
Приведите примеры различных моделей строения атома. Поясните, из каких соображений они были предложены
В начале ХХ столетия были высказаны, почти одновременно, несколько гипотез о внутренней структуре атома. При этом все авторы исходили из принципа единства мира и подобия его частей. Этот принцип имеет древнее происхождение. Считается, что его выразил древнеегипетский мистик Гермес Трисмегист фразой: То, что находится наверху подобно тому, что находится внизу. Поэтому ожидалось, что объекты микромира могут быть устроены наподобие объектов мегамира или макромира. Модели атома водорода, предложенные различными авторами в самом начале ХХ в. Наибольшее признание получила модель Дж. Дж. Томсона, в которой атом-это сгусток материи, обладающей положительным электрическим зарядом, в который вкраплено столько электронов, что превращает его в электрически нейтральное образование (Рис.1.). Электроны совершают колебания около положения равновесия.
атом квант энергия фотон
Такая модель позволила ответить на вопросы об излучении света атомами вещества и гамма-лучей атомами радиоактивных веществ. Но в ходе экспериментов выяснилось, что эта модель не соответствует действительности. Экспериментальные результаты свидетельствуют в пользу выбора нуклеарно-планетарной модели атома. По модели Э. Резерфорда весь положительный заряд занимает крошечную область, радиус которой во столько раз меньше радиуса атома, во сколько раз радиус Солнца меньше радиуса орбиты самой удаленной от него планеты. Мельчайшая часть вещества - атом - казалась устроенной наподобие Солнечной системы, в центре положительно заряженное ядро, вокруг ядра по разным орбитам вращаются электроны. Центробежная сила при вращении электронов уравновешивается притяжением между ядром и электронами. В следствие чего они остаются на определенных расстояниях от ядра (Рис.1.). Нуклеарно-планетарная модель, обоснованная Резерфордом, явилась большим достижением классического атомизма.
Н. Бор взял за основу атомную модель Резерфорда и показал, что электроны двигаясь по круговым орбитам могут переходить с одной орбиты на другую с излучением (поглощением) энергии (Рис.3.). Это и объясняет линейчатый спектр.
Какой импульс получит атом водорода при излучении кванта света с длиной волны, равной 401 нм?
Дано:
Найти: p
В процессе излучения фотона, систему «атом-квант света» можно считать изолированной и применять для нее законы сохранения энергии и импульса. По закону сохранения импульса атом получит импульс отдачи, по величине равный импульсу излученного кванта. По закону сохранения энергии, умножив эквивалентную массу фотона на скорость его движения c , получим выражение для импульса фотона
По условиям задачи известна длина волны излучения, поэтому выразим энергию фотона через длину волны:
Окончательно будем иметь:
Проверим равенство закономерностей:
Что соответствует определению импульса как произведения массы частицы вещества на скорость ее движения.
Выполним расчет и получим величину импульса отдачи атома:
Ответ:
Определите величину дополнительной энергии, которую необходимо сообщить электрону, чтобы его длина волны Дебройля уменьшилась от 1 мм до 50 мкм.
Дано:
Найти: Е
Решение
Длина волны Дебройля определяется соотношением:
,
где p - импульс микрочастицы.
.
Подставим это соотношение в формулу
и получим:
.
Выполним расчет и получим величину дополнительной энергии:
Ответ:
Какая энергия выделилась бы при аннигиляции атома антиводорода с обычным атомом водорода? Энергией связи частиц в атомы пренебречь.
Дано:
Найти: E
Масса вещества равна массе антивещества, соответственно общая масса будет равна 2m ,а формула для вычисления энергии, выделяемой при аннигиляции атома водорода с обычным атомом водорода будет :
Выполним расчеты:
Ответ:
Литература
1. Стародубцев В.А. Концепции современного естествознания: учебник / В.А. Стародубцев; Национальный исследовательский Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010. - 280 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
История открытия радиоактивности, модель атома Томсона. Опыты Резерфорда по рассеянию альфа-частиц. Правило квантования Бора-Зоммерфельда. Боровская теория водородоподобного атома, схема его энергетических уровней. Оптические спектры испускания атомов.
презентация [3,7 M], добавлен 23.08.2013Представление об атомах как неделимых мельчайших частицах. Опыт Резерфорда по рассеянию альфа частиц. Рассмотрение линейчатого спектра атома водорода. Идея Бора о существовании в атомах стационарных состояний. Описание основных опытов Франка и Герца.
презентация [433,4 K], добавлен 30.07.2015Классификация элементарных частиц. Фундаментальные взаимодействия. Модель атома Резерфорда. Теория Бора для атома водорода. Атом водорода в квантовой механике. Квантово-механическое обоснование Периодического закона Д. Менделеева. Понятие радиоактивности.
реферат [110,6 K], добавлен 21.02.2010Эволюция представлений о строении атомов на примере моделей Эрнеста Резерфорда и Нильса Бора. Стационарные орбиты и энергетические уровни. Объяснение происхождения линейчатых спектров излучения и поглощения. Достоинства и недостатки теории Н. Бора.
реферат [662,9 K], добавлен 19.11.2014Квантовая теория комптоновского рассеяния. Направление движения электрона отдачи. Давление света. Сериальные закономерности в спектрах атома водорода. Модель Томсона, Резерфорда. Постулаты Бора. Гипотеза де-Бройля. Элементы квантовомеханической теории.
презентация [195,5 K], добавлен 17.01.2014Строение атома. Атом как целое. Структура атома: опыты Резерфорда, планетарная модель атома Резерфорда, квантовые постулаты Бора. Лазеры: история создания, устройство, свойства, применение лазера в ювелирной отрасли, в медицине.
реферат [481,9 K], добавлен 13.04.2003Открытие сложного строения атома - важнейший этап становления современной физики. В процессе создания количественной теории строения атома, объясняющей атомные системы, сформированы представления о свойствах микрочастиц, описанные квантовой механикой.
реферат [146,3 K], добавлен 05.01.2009Этапы исследований строения атома учеными Томсоном, Резерфордом, Бором. Схемы их опытов и интерпретация результатов. Планетарная модель атома Резерфорда. Квантовые постулаты Бора. Схемы перехода из стационарного состояния в возбужденное и наоборот.
презентация [283,3 K], добавлен 26.02.2011Изучение строения атомов и их ядер. Исследование постулатов Борна и выявление преимуществ и недостатков планетарной модели атома Резерфорда. Процесс деления тяжелых ядер и раскрытие понятия радиоактивности. Неуправляемая и управляемая цепная реакция.
контрольная работа [35,7 K], добавлен 26.09.2011Дослідження та винаходи, які сприяли формуванню гіпотези про складну будову атома: відкриття субатомних частинок, рентгенівські промені та радіоактивність. Перша модель атома Дж.Дж. Томсона. Планетарна модель Резерфорда. Теорія та постулати Бора.
курсовая работа [985,6 K], добавлен 26.09.2012Нильс Бор ученый и человек. Успехи и недостатки теории Бора. Теория Бора позволила объяснить целый ряд сложных вопросов строения атома и фактов, чего была не в состоянии сделать классическая физика.
реферат [41,2 K], добавлен 25.12.2002Энергия отдачи ядер. Излучениеми релятивистские эффекты. Скорость движения электрона вдали от ядра. Кинетическая энергия образовавшегося иона. Длина волны гамма квантов, волны света. Скорость пиона до распада. Уровни энергии электрона в атоме водорода.
реферат [165,2 K], добавлен 22.11.2011Возникновение гипотезы о том, что вещества состоят из большого числа атомов. Развитие конкретных представлений о строении атома по мере накопления физикой фактов о свойствах вещества. Выводы из опыта по рассеиванию альфа-частиц частиц Резерфорда.
презентация [797,7 K], добавлен 15.02.2015Понятие моментов импульса электронов и атомов. Нормальный и аномальный эффекты Зеемана. Цель и идея экспериментов Штерна–Герлаха. Правила отбора квантовых чисел атома. Механический, магнитный и полный моменты импульса атома. Атом в магнитном поле.
реферат [89,9 K], добавлен 02.02.2009Классическая модель строения атома. Понятие орбиты электрона. Набор возможных дискретных частот. Водородоподобные системы по Бору. Недостатки теории Бора. Значение квантовых чисел. Спектр излучения атомов. Ширина спектральных линий. Доплеровское уширение.
реферат [145,6 K], добавлен 14.01.2009Экспериментальное наблюдение характеристического излучения атома натрия в возбуждённом состоянии - в процессе горения; определение длины волны и энергетического уровня перехода наружного электрона, которым обусловлен характеристический цвет излучения.
практическая работа [13,7 K], добавлен 07.12.2010Строение и ядерная модель атома. Атомный номер элемента. Волновые свойства электрона. Звуковые волны и их свойства. Строение и анатомия уха человека. Свет и световые явления, процесс образования тени и полутени. Закон преломления света, его сущность.
реферат [1,1 M], добавлен 18.05.2012Особенности электростатического взаимодействия между электронами в атомах. Уравнение полной потенциальной энергии электрона. Понятие и примеры электронных конфигураций атома. Расчет энергии состояний. Последовательность заполнения электронных оболочек.
презентация [110,8 K], добавлен 19.02.2014Определение структуры спектра атома, молекулы или образованной ими макросистемы их энергетическими уровнями. Спектры и структура атома водорода. Электронные состояния двухатомных молекул, электрические и оптические свойства. Молекулы с одинаковыми ядрами.
курсовая работа [52,0 K], добавлен 06.10.2009Спектральный анализ, его достоинства и применение. Распределение энергии в спектре. Анализ общей структуры спектра атома гелия на основе принципа Паули. Определение собственных значений энергии системы из двух электронов, движущихся в поле атомного ядра.
контрольная работа [39,9 K], добавлен 30.07.2011
