Wykład II Model Bohra atomu

Prezentacja na temat: "Wykład II Model Bohra atomu"— Zapis prezentacji:

1 Wykład II Model Bohra atomu
Podstawy Fizyki Wykład II Model Bohra atomu Rzeszów, 2011r.

2 Plan wykładu 1. Model Bohra atomu: serie widmowe atomów;
postulaty Bohra; kwantowanie energii; orbity bohrowskie. 2. Zjawisko Comptona: rozpraszanie fotonu na elektronie; comptonowska długość fali elektronu.

3 Serie widmowe atomów Do roku 1913 w fizyce do opisu atomu stosowano model Rutherforda. Model ten miał jednak dość poważne braki: 1. Nie potrafił wyjaśnić struktury promieniowania atomów : 2. Nie potrafił wyjaśnić stabilności atomów – elektron po czasie rzędu 10-11s powinien „spaść” na jądro na skutek wypromieniowania energii.

4 Serie widmowe atomów

5 Serie widmowe atomów

6 Serie widmowe atomów Znane do roku 1913 fakty doświadczalne dotyczące serii widmowych atomu wodoru: 1. W 1885r. Balmer podał wzór empiryczny 2. W 1890r. Rydberg przeprowadził serię eksperymentów poświęconych widmom atomowym. Korzystał on z pojęcia liczb falowych

7 Serie widmowe atomów 3. Dla atomów pierwiastków alkalicznych:
gdzie R to stała Rydberga dla danego pierwiastka, zaś a i b są stałymi dla poszczególnych serii. 4. W 1908r. Ritz sformułował zasadę kombinacji (tzw. zasada kombinacji Rydberga-Ritza): Liczby falowe dowolnych linii spektralnych mogą być wyrażone jako różnice odpowiednich termów, które z kolei przez kombinację z innymi termami służyć mogą do obliczania liczb falowych innych linii tego samego widma.

8 Model atomu Bohra Niels Bohr ( ) Nagroda Nobla – 1922r.

9 Model atomu Bohra W 1913r. Niels Bohr opublikował słynne postulaty dotyczące budowy atomu: 1. Elektrony w atomie poruszają się po orbitach o promieniu r takich, aby ich moment pędu był całkowitą wielokrotnością stałej Plancka (podzielonej przez 2) 2. Elektrony poruszając się po orbitach nie wypromieniowują energii (stany stacjonarne).

10 Model atomu Bohra 3. Elektrony mogą dokonywać przejść (nieciągłych) z jednej (dozwolonej) orbity na drugą wypromieniowując różnicę energii w postaci fotonu o częstości 4. Atom może absorbować energię, dzięki czemu jego elektrony „przechodzą” na wyższą (energetycznie) orbitę.

11 Model atomu Bohra Wyniki teorii Bohra (atom wodoropodobny): - promień n-tej orbity atomu: - energia dla n-tej orbity: - liczba falowa: stała Rydberga

12 Serie widmowe atomów

13 Efekt Comptona Zgodnie z fizyką „klasyczną” fala elektromagnetyczna padając na np. metalową folię wywołuje drgania elektronów, które stają się źródłem wtórnego promieniowania. Intensywność promieniowania wtórnego zmienia się jak i nie zależy od długości fali padającego promieniowania.

14 Efekt Comptona Arthur Compton zauważył, że promieniowanie rozproszone pod wybranym kątem składa się z dwóch składników. Pierwszego o długości fali zgodnej z długością fali promieniowania padającego, oraz z drugiego – o długości fali przesuniętej w stosunku do długości fali promieniowania padającego o wartość zależną od kąta . Compton wyjaśnił ten efekt zakładając, że światło to strumień cząstek o energii h.

15 Efekt Comptona 0.7078Å 0.7314Å 1 foton rozproszony 0
odrzucony elektron foton padający Spektrum promieniowania rozproszonego przez grafit. Długość fali promieniowania padającego: Å.

16 Efekt Comptona Wyniki teorii Comptona: gdzie Comptonowska długość fali elektronu: