Презентация к уроку физики 11 класс Постулаты Бора

КВАНТОВЫЕ ПОСТУЛАТЫ БОРА ГОУ СОШ №149 Учитель физики Т. Л. Касимовская

Бор Нильс Хенрик Давид (7.10.1885—18.11.1962) Датский физик, один из создателей современной физики. Основатель (1920) и руководитель Института теоретической физики в Копенгагене (Институт Нильса Бора), создатель мировой научной школы, иностранный член АН СССР (1929). Создал теорию атома, в основу которой легли планетарная модель атома, квантовые представления и предложенные им постулаты. Важные работы по теории металлов, теории атомного ядра и ядерных реакций.

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Модель Резерфорда 1. В центре атома находится положительно заряженное ядро, занимающее ничтожную часть пространства внутри атома (порядка 10-12 - 10-13 см, что в десятки или даже в сотни тысяч раз меньше размеров самого атома). 2. Весь положительный заряд и почти вся масса атома сосредоточены в его ядре (масса электрона равна 1/1823 а.е.м.). 3. В целом атом нейтрален, из чего следует, что число внутриатомных электронов, как и заряд ядра, равно порядковому номеру элемента в периодической таблице.

Электроны движутся вокруг ядра, подобно тому как планеты движутся вокруг солнца . Такой характер движения обусловлен действием кулоновских сил Модель Резерфорда

крупный шаг в развитии знаний о строении атома. наглядная и полезная для объяснения многих экспериментальных данных, в частности была совершенно необходимой для объяснения опытов по рассеянию α-частиц но обнаружила и свои недостатки: неспособна объяснить не смогла объяснить все свойства атомов, факт длительного существования атома, т. е. его устойчивость Модель Резерфорда

По классическим законам атом должен излучать электромагнитные волны, т.к. электроны движутся с ускорением. Это должно приводить к уменьшению запаса потенциальной энергии в системе ядро – электрон, а следовательно, и к постепенному уменьшению радиуса орбиты электрона и, наконец, к падению электрона на ядро (за время порядка 10–8 с атом прекратил бы свое существование) . НО атомы обычно не излучают электромагнитные волны, а атомы устойчивы, т.е. электроны не падают на атомные ядра Модель Резерфорда

Никаких доказательств того, что атомы непрерывно исчезают, не было, следовательно, модель Резерфорда в чем-то ошибочна Модель Резерфорда

Бор предположил, что электрон в атоме не подчиняется законам классической физики. ПОСТУЛАТЫ БОРА

В 1913 году Бор показал, что поведение микрочастиц нельзя описывать теми же законами, что и макроскопических тела. Бор предположил, что величины характеризующие микромир, должны квантоваться, т.е. они могут принимать только определенные дискретные значения. Законы микромира - квантовые законы! Эти законы в начале 20 столетия еще не были установлены наукой. Бор сформулировал их в виде трех постулатов дополняющих ( и спасающих) атом Резерфорда.

Атомная система может находиться только в особых стационарных, или квантовых, состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия. ПОСТУЛАТЫ БОРА I постулат

I. Электрон может вращаться вокруг ядра не по произвольным, а только по строго определенным (стационарным) круговым орбитам. Радиус орбиты r и скорость электрона v связаны квантовым соотношением Бора:                                                                     ПОСТУЛАТЫ БОРА mrv =nћ  I постулат где m — масса электрона, n — номер орбиты,   ћ — постоянная Планка (ћ = 1,05∙10-34 Дж∙с).

2. При движении по стационарным орбитам электрон не излучает и не поглощает энергии ПОСТУЛАТЫ БОРА II постулат

III постулат 2. Излучение света происходит при переходе атома из стационарного состояния с большей энергией в стационарное состояние с меньшей энергией.

При этом энергия испущенного атомом фотона равна разности энергий стационарных состояний, а где Ek - энергия атома в более высоком энергетическом состоянии, Еn - энергия атома в более низком энергетическом состоянии. III постулат частота излучения определяется по формуле:

Третий постулат позволяет вычислить по известным экспериментальным значениям энергий стационарных состояний частоты излучения атома водорода.

Если атом водорода переходит из более высоких энергетических состояний - в третье: излучение света происходит в инфракрасном диапазоне частот, СЕРИЯ ПАШЕНА- ИНФРАКРАСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

Если атом водорода переходит из более высоких энергетических состояний - во второе -излучение света происходит в в видимом диапазоне, СЕРИЯ БАЛЬМЕРА- ВИДИМЫЙ СВЕТ

СЕРИЯ ЛАЙМАНА УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ Если атом водорода переходит из более высоких энергетических состояний - в первое - излучение света происходит в ультрафиолетовом диапазоне.

Если атом переходит в одно из возбужденных состояний, долго оставаться там он не может: атом самопроизвольно (спонтанно) переходит в основное состояние. ПОСТУЛАТЫ БОРА ИК видимый УФ

Свои постулаты Бор применил для объяснения излучения и поглощения света атомом водорода.

На основании теории Бора оказалось возможным построить количественную теорию спектра водорода. АТОМ ВОДОРОДА

УЛЬТРАФИОЛЕТ ВИДИМЫЙ СВЕТ АТОМ ВОДОРОДА ИНФРАКРАСНОЕ

спектры излучения Спектр нагретого вещества в газообразном состоянии состоит из узких линий разного цвета. Такой спектр называется линейчатым спектром излучения. Для получения такого спектра используют дуговой или искровой разряд. Линейчатый спектр излучения у каждого химического элемента свой, не совпадающий со спектром другого химического элемента.

СПЕКТРЫ ИСПУСКАНИЯ Расчеты Бора привели к согласию с экспериментально определенными частотами. Частоты излучений можно определить по спектрам атомов: на фоне сплошного спектра поглощения (на черном фоне) видны цветные линии излучения, соответствующие определенным длинам волн или частотам

СПЕКТРЫ ПОГЛОЩЕНИЯ Поглощение света- процесс, обратный излучению: атом переходит из низших энергетических состояний в высшие. При этом атом поглощает излучение тех же частот, которые излучает при обратных переходах.

СПЕКТРЫ ИСПУСКАНИЯ СПЕКТРЫ ПОГЛОЩЕНИЯ 1-сплошной 2-натрия 3-водорода 4-гелия 5-солнечный 6-натрия 7-водорода 8-гелия

ТРУДНОСТИ ТЕОРИИ Построить количественную теорию уже для атома гелия на основе боровских представлений оказалось затруднительным

В современной физике с помощью квантовой механики построена количественная теория излучения и поглощения света. В рамках классической физики оказалось невозможным ответить на многие вопросы, связанные с поведением электронов внутри атомов, с излучением и поглощением атомов