Презентация к уроку физики 11 класс Постулаты Бора

КВАНТОВЫЕ ПОСТУЛАТЫ БОРА ГОУ СОШ №149Учитель 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. 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-частицнообнаружила и свои недостатки: неспособна объяснитьне 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) . НОатомы 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 постационарным орбитамэлектрон 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-сплошной2-натрия3-водорода4-гелия 5-солнечный6-натрия7-водорода8-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