Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Строение атома. Есть ли предел таблицы Менделеева?

 угол рассеяния ф.
  1 марта 1911 г. Резерфорд сделал  в  философском  обществе  в  Манчестере
доклад «Рассеяние а- и (-лучей и строение  атома».  В  докладе  он  говорил:
«Рассеяние заряженных частиц может быть объяснено, если  предположить  такой
атом,   который   состоит    из    центрального    электрического    заряда,
сосредоточенного   в   точке   и    окруженного    однородным    сферическим
распределением противоположного электричества  равной  величины.  При  таком
устройстве атома а- и (-частицы, когда они проходят  на  близком  расстоянии
от центра атома, испытывают  большие  отклонения,  хотя  вероятность  такого
отклонения мала».
  Резерфорд рассчитал вероятность такого  отклонения  и  показал,  что  она
пропорциональна числу атомов п в единице  рассеивающего  материала,  толщине
рассеивающей пластинки и величине b2, выражаемой следующей формулой:

  [pic]
  где Ne— заряд в центре атома, Е—заряд отклоняемой  частицы,  т—ее  масса,
и—ее скорость. Кроме того, эта вероятность зависит от угла рассеяния ф,  так
что число  рассеянных  частиц  на  единицу  площади  пропорционально  cosec4
(Ф/2).
  Важным следствием теории  Резерфорда  было  указание  на  заряд  атомного
центра,  который   Резерфорд   положил   равным   ±   Ne.   Заряд   оказался
пропорциональным атомному весу.
   В 1913 г. Гейгер и Марсден предприняли новую экспериментальную  проверку
формулы  Резерфорда,  подсчитывая  рассеяние  частиц  по  производимым   ими
сцинтилляционным вспышкам. Из этих исследований и возникло  представление  о
ядре как устойчивой части атома, несущей в себе  почти  всю  массу  атома  и
обладающей  положительным  зарядом.  При  этом  число  элементарных  зарядов
оказалось пропорциональным атомному весу.
  В 1913 г. Ван ден Брук  показал,  что  заряд  ядра  совпадает  с  номером
элемента в таблице Менделеева. В том же1913 г. Ф. Содди и  К.  Фаянс  пришли
закону   смещения   Содди—Фаянса,   ее   гласно   которому   при   а-распаде
радиоактивный продукт смещается в менделеевской таблице на два  номера  выше
а  при  (-распаде—на  номер  ниже.  К  этому   же   времени   Содди   пришел
представлению об изотопах как разновидностях одного и того же  элемент  ядра
атомов которых имеют одинаковый заряд, но разные массы.
  В богатом событиям 1913 г. были опубликованы три знаменитые  статьи  Бора
«О строении атомов и молекул», открывшие путь к атомной квантовой механике.

  Томас Рис Вильсон (1869-1959)  изобрел  замечательный  прибор,  известный
ныне  под  названием  «камера  Вильсона».  Этот  прибор   позволяет   видеть
заряженную частицу по оставляемому ею туманному следу.
  Позднее  ученик  и  сотрудник  Резерфорда  Блэккет  (1897—1974)   получил
вильсоновскую фотографию расщепления ядра азота а-частицей,  первой  ядерной
реакции, открытой Резерфордом.
  В этом же году Бор,  имевший  возможность  поработать  с  автором  первой
модели атома, а затем с автором  планетарной  модели,  на  основе  последней
создает свою теорию атома Резерфорда-Бора.
  Знаменитая статья Бора, в которой  были  заключены  основы  этой  теории,
начиналась с указания  на  модели  Резерфорда  и  Томсона  и  обсуждения  их
особенностей и различий.
  Резерфорд  сразу  понял  революционный  характер  идей  Бора  и  высказал
критические замечания по самым фундаментальным пунктам  теории  Бора.  После
длительных  дискуссий  статья  Бора  и  две  его  последующие  статьи   были
опубликованы. Однако окончательный ответ на возражения  Резерфорда  был  дан
только созданием квантовой механики.
  В 1915 г.  Бор  опубликовал  работы  «О  сериальном  спектре  водорода  и
строении атома» и «Спектр водорода и гелия», «О квантовой  теории  излучения
в структуре атома». Он развил исследования, выполненные им  в  Манчестере  в
августе  1912  г.,  и  опубликовал  их  под  названием  «Теория   торможения
заряженных частиц при их прохождении через вещество».
  В декабре 1915 и январе 1916 г. Арнольд  Зоммерфельд  (1868—1951)  развил
теорию Бора,  рассмотрев  движение  электрона  по  эллиптическим  орбитам  и
обобщив правила  квантования  Бора.  Зоммерфельд  дал  также  теорию  тонкой
структуры  спектральных  линий,  введя  релятивистское  изменение  массы  со
скоростью. В его расчеты вошла безразмерная универсальная постоянная  тонкой
структуры:
  [pic]
  Теория атома после открытия Зоммерфельда стала называться теорией Бора  —
Зоммерфельда.
  Продолжая развивать свои идеи,  Бор  сформулировал  принцип  соответствия
(1918),  означавший  шаг  вперед   в   ответе   на   вопросы,   поставленные
Резерфордом.
  В 1922 г. Бор получил Нобелевскую премию по физике. В нобелевском докладе
он развернул картину с стояния атомной теории  к  этому  времени.  Одним  из
наиболее существенных успехов теории было нахождения. ключа к  периодической
системе  элементов,  которая  объяснялась  наличие   электронных   оболочек,
окружающих ядра атомов.
  В 1925 г. работой Гейзенберга началось создание квантовой механики. В том
же году Уленбек и Гаудсмит, работавшие у Эренфеста, открыли спин  электрона,
а Паули открыл принцип, носящий ныне его имя. После открытия Гейзенбергом  в
1927  г.  принципа  неопределенности  Бор  выдвинул  в   качестве   основной
теоретической идеи квантовой теории принцип дополнительности.
  В 1936 г. Бор выступил со статьей «Захват нейтрона и  строение  ядра»,  в
которой предложил капельную модель ядра и механизм захвата  нейтрона  ядром.
Ядерной физике была посвящена также работа 1937 г.  «О  превращении  атомных
ядер, вызванных столкновением с материальными частицами».
  В конце 1938—начале 1939 г. было открыто деление урана.

  Atom бора

  Бор, как и Томсон до него, ищет такое расположение  электронов  в  атоме,
которое объяснило бы его физические и химические свойства. Бор уже  знает  о
модели Резерфорда и берет ее за основу. Ему известно также, что  заряд  ядра
и число электронов в нем, равное числу единиц  заряда,  определяется  местом
элемента в периодической системе элементов Менделеева.  Таким  образом,  это
важный шаг в  понимании  физико-химических  свойств  элемента.  Но  остаются
непонятными две  вещи:  необычайная  устойчивость  атомов,  несовместимая  с
представлением о движении электронов по замкнутым орбитам,  и  происхождение
их спектров, состоящих из вполне определенных  линий.  Такая  определенность
спектра, его ярко выраженная химическая индивидуальность,  очевидно,  как-то
связана со структурой атома.
  Устойчивость атома в целом противоречит законам электродинамики, согласно
которым  электроны,  совершая  периодические  движения,  должны   непрерывно
излучать энергию и, теряя ее,  «падать»  на  ядро.  К  тому  же  и  характер
движения  электрона,  объясняемый   законами   электродинамики,   не   может
приводить к таким характерным линейчатым спектрам,  которые  наблюдаются  на
самом деле.
  Линии спектра группируются  в  серии,  они  сгущаются  в  коротковолновом
«хвосте» серии,  частоты  линий  соответствующих  серий  подчинены  странным
арифметическим законам.
  Так, Иоганн Бальмер в 1885 г. нашел, что четыре линии  водорода  На,  Н(,
Н(, H( имеют длины волн, которые могут быть выведены из одной формулы:

                                    [pic]

  Позже было найдено еще два десятка линий в ультрафиолетовой части,  и  их
длины волн также укладывались в формулу Бальмера.
  Иоганн Ридберг в 1889-1900 гг.  нашел,  что  и  линии  спектров  щелочных
металлов могут быть распределены  по  сериям.  Частоты  линий  каждой  серии
могут быть  представлены  в  виде  разности  двух  членов—термов.  Так,  для
главной серии

                                    [pic]

  где R  —  некоторое  постоянное  число,  получившее  название  постоянной
Ридберга, s и р — дробные поправки, меняющиеся от серии к серии.
  «Основным  результатом  тщательного  анализа  видимой  серии   линейчатых
спектров и их взаимоотношений, — писал Бор,—было  установление  того  факта,
что частота v каждой линии спектра данного элемента может быть  представлена
с необыкновенной точностью формулой v =T’—T”, где T' и  T"  —  какие-то  два
члена из множества спектральных термов T, характеризующих элемент».
  Бору удалось найти объяснение  этого  основного  закона  спектроскопии  и
вычислить постоянную Ридберга из таких фундаментальных величин, как заряд  и
масса электрона, скорость света  и  постоянная  Планка.  Но  для  этого  ему
пришлось ввести в  физику  атома  представления  о  стационарных  состояниях
атомов,  находясь  в  которых  электрон  не  излучает,  хотя   и   совершает
периодическое движение по круговой орбите.
  Для таких состояний момент импульса равен кратному от h/2(. При  переходе
с одной орбиты на другую  электрон  излучает  и  поглощает  энергию,  равную
кванту. В заключительных замечаниях к трем своим статьям «О строении  атомов
и молекул» Бор формулирует свои основные гипотезы следующим образом:
  «I. Испускание (или поглощение) энергии происходит не непрерывно, как это
принимается в обычной электродинамике, а  только  при  переходе  системы  из
одного «стационарного» состояния в другое.
  2. Динамическое равновесие системы в стационарных состояниях определяется
обычными законами механики, тогда как для перехода системы между  различными
стационарными состояниями эти законы не действительны.
  3. Испускаемое при переходе системы из одного стационарного  состояния  в
другое излучение монохроматично, и соотношение между его частотой v и  общим
количеством излученной энергии Е дается равенством E=hv, где h —  постоянная
Планка.
  4.  Различные  стационарные  состояния  простой  системы,  состоящей   из
12345След.
скачать работу

Строение атома. Есть ли предел таблицы Менделеева?

 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ