Навигация
Корпускулярно-хвильовий дуалізм речовини
23125
знаков
0
таблиц
6
изображений
РЕФЕРАТ
на тему:”Корпускулярно-хвильовий дуалізм речовини”
План
1. Ядерна модель атома. Теорія Бора і її суперечності
2. Гіпотеза й формула де Бройля. Дослідне обґрунтування корпускулярно-хвильового дуалізму речовини
3. Співвідношення невизначеностей. Межі використання законів класичної фізики
1. Ядерна модель атома. Теорія Бора і її суперечності
До кінця 19-го сторіччя атом вважали неподільним. Однак відкриття цілого ряду нових фізичних явищ поставили це ствердження під сумнів. На початку 20-го сторіччя було висунуто кілька моделей будови атома. За допомогою цих моделей учені пробували пояснити ряд незрозумілих експериментальних фактів ― лінійність спектрів випромінювання газів при високій температурі, електричну нейтральність і стійкість атомів.
Першу спробу побудувати теорію будови атома в межах класичної фізики зробив у 1903 р. англійський фізик Д. Томсон. За гіпотезою Томсона атом уявлявся у вигляді сфери, яка рівномірно заповнена позитивним зарядом, в середній частині якої містяться електрони. Проте ця модель була неспроможна пояснити спектральні закономірності атомів. За цією гіпотезою число ліній у спектрі не повинно було перевищувати число електронів у атомі, тоді як в дійсності навіть у спектрі атома водню число ліній перевищувало 30. Крім того, гіпотеза Томсона не спиралась на будь-які дослідні дані.
Вирішальне значення для теорії будови атома мали досліди Резерфорда, який у 1913 році вивчав розсіяння пучка частинок при проходженні їх через тонку металеву фольгу. Ці досліди показали, що при проходженні через фольгу переважна більшість частинок зазнає дуже незначних відхилень, але знаходиться чимале число і таких частинок, які зазнають дуже великих відхилень на кут більший 150°. Таке значне розсіяння частинок могло статися тільки під дією позитивного заряду атома. Електрони, маса яких майже у 8000 разів менша від частинки, не могли помітно вплинути на її рух. Проходження переважної більшості частинок указували на те, що розміри позитивного заряду атома повинні бути значно меншими від розмірів атома. Знаючи заряд атома q = Ze можна було визначити для різних кутів розсіювання так звані прицільні відстані частинок від центрів атомів. Виявилося, що для золотої фольги для кутів розсіювання 150° прицільна відстань дорівнює 10-14 м. Якщо на такій відстані частинка й атом не взаємодіють, то це може означати лише одне ― розміри позитивно зарядженої частини атома не перевищують 10-15 м.
Ці дослідні факти дали можливість Резерфорду описати ядерну модель атома: в центрі атома міститься позитивно заряджене ядро атома, розміри якого мають величину порядку 10-15 м, навколо ядра по замкнутих орбітах в об’ємі сфери радіусом порядку 10-10 м обертаються електрони, причому їх кількість дорівнює порядковому номеру елемента.
В такому вигляді ядерна модель атома зберегла своє значення і до нашого часу, хоч і зазнала багатьох уточнень.
На кожний рухомий електрон в атомі діє доцентрова сила ядра, яка дорівнює кулонівській силі притягання електрона до ядра. Ця сила забезпечує стійкий орбітальний рух електрона в атомі, подібно орбітальному руху планет в сонячній системі.
Незважаючи на визначні успіхи в поясненні будови атома, які були досягнуті в рамках класичної планетарної моделі, ця теорія зіткнулася з рядом нездоланних суперечностей. Так, відповідно до законів класичної електродинаміки:
· заряджена частинка (електрон), що рухається з прискоренням (доцентровим), повинна постійно випромінювати електромагнітну енергію;
· частота цього випромінювання повинна дорівнювати частоті обертання електрона навколо ядра.
Отже, відповідно до цієї моделі, енергія атома повинна весь час зменшуватися, тоді як частота випромінювання весь час зростати. Оптичний спектр атома водню у цьому випадку має бути суцільним. Через дуже короткий проміжок часу (близько 10-11с) електрон мав би впасти на ядро, а атом припинити своє існування. Але атом є стійкою системою, а оптичний спектр атома водню дискретний (лінійчатий), а не суцільний.
Для усунення суперечностей планетарної моделі Н. Бор створив свою теорію водневоподібного атома, яка ґрунтується на таких постулатах:
1. Електрони, які рухаються в атомі на окремих стаціонарних рівнях, не випромінюють і не поглинають електромагнітних хвиль. У стаціонарних станах атома електрони рухаються уздовж колових орбіт, які мають дискретні значення моменту імпульсу
mrn= n
, (1.1.1)
де m ― маса електрона; ― лінійна швидкість орбітального руху; rn ― радіус n-ї колової орбіти; n ― порядковий номер стаціонарного рівня – головне квантове число; ― стала Планка поділена на 2 ( = h / 2).
Похожие работы
... івнює , а в домішкових напівпровідниках має зміст енергії іонізації донорів чи акцепторів. Отже, питома електропровідність напівпровідників експоненційно збільшується з ростом температури, чим останні принципово відрізняються від металів. Розділ VII. Фізика ядра та елементарних часток. § 7.1. Склад і характеристики ядра Ядро атома, як центральну позитивно заряджену масивну частину атома, ...
... для систем, частинок з антисиметричними хвильовими функціями, тобто до ферміонів. 2.2.3. Розподіл електронів за станами. Періодична система елементів. Сукупність електронів, які перебувають у всіх можливих станах з однаковим значенням головного квантового числа n, утворює електронну оболонку (електронний шар). Енергетичні шари прийнято позначати великими латинськими літерами відповідно до ...
... експериментально довели, що розсіяний рентгенівський фотон і електрон віддачі з'являються одночасно. Розділ 2 Вивчення фундаментальних дослідів з квантової оптики в профільних класах 2.1 Досліди, що послужили основою виникнення хвильової теорії світла Оптика є, ймовірно, тим розділом фізики, в якому вперше були проведені вимірювання. В III ст. до н.е. Евклід вже знав закони видбивання ...
... не можна визначити цілком точно й вірогідно. Прагнучи точно визначити один параметр, одержують неточність у вимірі іншого параметра. Найважливіший філософський висновок із квантової механіки полягає в принциповій невизначеності результатів виміру й, отже, неможливості точного передбачення майбутнього. Однак звідси зовсім не треба, що пророкування в області мікросвіту зовсім неможливі. Мова йде ...
0 комментариев