Резерфордтың альфа-бөлшектердің таралуы жайлы тәжірибесі. Бордың постулаттары. Франк пен Герцтің тәжірибелері. Физика, 11 сынып, презентация.

Резерфордтың альфа-бөлшектердің шашырауы жайлы тәжірибесі. Бордың постулаттары. Франк пен Герцтің тәжірибелері.

Бізді қоршаған ортада сансыз мол әр түрлі табиғи заттар мен денелер бар. Қолдан жасалған көптеген жасанды бұйымдар да жетерлік. Әлемдегі әр түрлі денелер, жер бетіндегі, мұхиттар мен теңіздердегі сан алуан өсімдіктер мен жан - жануарлар қаншама?! Міне осындай «тірі табиғат» пен «өлі» табиғаттағы сан жетпес әр түрлі заттар мен денелер неден тұрады деген сұрақ туады.

Атомның күрделі бөлшек екендігін анықтаған соң ғалымдар оның әртүрлі теориялық моделдерін ұсынды. Атомның алғашқы модельдерінің бірін 1903 ж Дж. Томсон ұсынды. Бұл үлгіде атом радиусы 10 - 10м оң зарядталған шар ретінде қарастырылады. Шардың ішінде тепе - теңдік жағдайының маңында электрондар тербеліп тұрады. Электрондардың теріс зарядтарының қосындысы шарға біркелкі таралған оң зарядты теңестіреді, сондықтан тұтас алғанда атом электр бейтарап бөлшек болады. Кейінгі зерттеулер бұл модельдің дұрыс емес екенін көрсетті, сондықтан Томсон моделі қазір тек тарихи тұрғыдан қарастырылады.

Томсон атомының моделі

Атом – зарядталған бөлшектерден тұрады және олар тұрақты конфигурацияны сақтау үшін олар әрқашанда қозғалыста болады. Томсон моделінің негізгі идеясы да осы болатын.

Эрнест Резерфорд

Жаңа Зеландияда фермер жанұясында 1871 жылы өмірге келген. 1885 жылдан бастап ол Кавендиш лабораториясында жұмыс істей бастады. Сол жылдары Резерфорд бірінші докторант болатын. Резерфорд Дж. Томсон жетекшілігімен рентген сәулелерін және катодты зерттеу жұмыстарын жүргізді. Сол жылдары ол «Электромагниттік толқындардың магниттік детекторын» жасап шығарды.

Сонымен бірге, 1898 жылдан бастап радиоактивтілікті зерттеумен сондай-ақ, заряд және a-бөлшектің массасын ұсынды. Ал Ф. Соддимен біріге отырып радиоактивтіліктің жойылу процессінде басқа элементтің атомы пайда болатындығын және радиоактивтіліктің жойылу заңын ашты.

1898 – 1907 жылдары ол Монреалда (Канада), 1907-1919 жылдары Манчестер университететінде (Великобритания) және 1919-1937 жылдары Кавендиш лабораториясының директоры болып қызмет атқарды.

+

+

+

+

+

+

+

Алтын

атомының

ядросы

-

-

-

-

α - бөлшегі

Атомның планетарлық моделі

Орбиталдық электрондар

Электрондық қабықша

Резерфордтың планетарлық моделі

10-10м

10-15м

электрон

ядро

+

орбита

qя = + Z • e

Z-элементтің Менделеев кестесіндегі реттік саны, протон саны;

Ядроның өлшемі, заряды

Ядроның диаметрі 10-12 - 10-13 см,

атомның диаметрі 10-8 см

qэ = - Z • e

- әрбір электронның немесе протонның заряды бір элемен-тар зарядқа (е = -1,6 • 10 -19Кл) тең;

- кез келген элемент атомының ядросындағы протондар са-ны сол элементтің Менделеев кестесіндегі Z реттік санына тең.

Z =1 Z=92

Бордың постулаттары

1.Атом кейбір дискретті энергия мәндерде ғана тұрақты дискретті күйде бола алады. Тұрақты күйде атом электрондары ядроны айнала тек қана «мүмкін болатын» орбиталар арқылы қозғала алады және олардың радиустары атом энергиясының мәндерімен сәйкес болуы қажет.

Бордың постулаттары

2. Электрондар «мүмкін болатын» орбитаны айнала қозғалғанда электромагниттік толқындар тудырмайды. Сәулелену тек қана электрондар «мүмкін болатын» орбиталардың бірінен екіншісіне ауысқанда ғана болуы мүмкін.

Бордың постулаттары

3. Сонымен, атом энергиясы порциямен шығарылып, жұтылады, сонымен бірге (энергия квантталады) яғни h.

Атом электрондары жұтылғанда олар сыртқы орбитадан ішкі ядродан алыс орналасқан орбитаға өтеді. Ал олар кері қарай өтетін кезінде атом энергияларды порциямен шығара бастайды.

Сутегі атомы модельдері

сутегі (H) Дейтерий (D) Тритий (T)

+

- электрон

БОРДЫҢ I ПОСТУЛАТЫ

Н. Бор 1913 жылы өзінің әйгілі постулаттарын ұсынды, олар классикалық физикада қалыптасқан көзқарастарға қайшы келеді.

Атомда электрондар қозғалатын стационар орбиталар бар. Стационар орбитадағы атомдар сәуле шығармайды.

+

-

БОРДЫҢ II ПОСТУЛАТЫ

Электрон энергиясы Еn стационар орбитадан энергиясы Еm стационар орбитаға ауысқанда, энергия кванты шығарылады. Ол энергия мына түрде анықталады:

hν=En - Em

Е1

Е2

Е3

Е,эВ

Сәуле шығарады

Е4

h –ПЛАНК ТҰРАҚТЫСЫ

СӘУЛЕ ШЫҒАРУ ЖИІЛІГІ

электрон

квант

БОРДЫҢ II ПОСТУЛАТЫ

Электрон энергиясы Еn стационар орбитадан энергиясы Еm стационар орбитаға ауысқанда, энергия кванты жұтылады Ол энергия мына түрде анықталады:

Е1

Е2

Е3

Е,эВ

ЖҰТЫЛАДЫ

Е4

hνnm = En – Em

h –ПЛАНК ТҰРАҚТЫСЫ

квант

электрон

Энергетикалық диаграммалар

Е1

Е2

Е3

Е,эВ

Е4

Энергетикалық деңгей

(стационар күй)

Е1 - минимал энергия

Қозған күй

Е4>Е3 >Е2 >Е1

Франк және Герц тәжірибелері.

Дж. Франк және Г. Герц, 1913 ж.

Шыны колба сынаппен толтырылған. К қыздырылған катодтан электрондар ұшып шығады және G1 батареясындағы U кернеу ұлғаяды. C сеткасы және А анод арасында – U2 = 0,5 әлсіз өріс пайда болады.

Суретте берілген құрылғының вольт-амперлік сипаттамасы көрсетілген.

Кернеудің ұлғаюының U 0-ден 4,9 В өседі ток күшіне қатысты. Кернеу өскен сайын катодтағы зарядындағы электрондарыдың саны да өсе бастайды.

Кернеудің мәне U = 4,9 В жеткенде ток күші азая бастайды. Электрондар E = 4,9 эВ кинетикалық энергиясын сынаптың атомдарымен соқтығуы нәтижесінде толық жоғалтады.

Назарларыңызға рахмет!