22. Модель атома Резерфорда. Опыты по рассеиванию α-частиц.

• Любой атом состоит из положительно заряженного ядра и окружающей его электронной оболочки.

• Размеры ядра менее см., размеры самого атома около см.

• Практически вся масса атома сосредоточена в ядре.

Экспериментальное доказательство изложенной модели атома было дано Резерфордом с помощью рассеяния α-частиц (ядер атомов He) тонкой металлической фольгой.

Было обнаружено, что подавляющее число α-частиц рассеивалось на небольшие углы (менее 3 градусов), но и наблюдались отдельные α-частицы, рассеянные на большие углы (>). Такие частицы появлялись в результате единичного акта их взаимодействия с ядрами атома.

Взаимодействие указанных α-частиц с ядром является кулоновским, а заряд и масса ядра локализованы в очень малой области атома. Исходя из этого, Резерфорд вывел формулу для распределения рассеянных α-частиц в зависимости от угла отклонения θ. Принималось во внимание рассеяние α-частиц только на ядрах, так как заметного отклонения α-частиц электронами не может быть – масса электронов на четыре порядка меньше массы α-частиц.

Когда α-частица пролетает вблизи ядра, её траектория представляет собой гиперболу, угол отклонения θ α-частицы равен углу между асимптотами гиперболы.

q и - заряды налетающей частицы и ядра; b – прицельный параметр, то есть расстояние от ядра до первоначального направления движения налетающей частицы, когда она находится вдали от ядра; K – кинетическая энергия частицы вдали от ядра.

23. Закономерности в атомных спектрах. Формула Бальмера.

Спектры, состоящие из отдельных узких спектральных линий, и обусловленные излучением невзаимодействующих друг с другом атомов, называются линейчатыми.

Спектральные линии расположены не беспорядочно, а образуют серии линий. Изучая линейчатый спектр атомарного водорода, Бальмер установил следующую закономерность:

, n=3,4,5,…

w – циклическая частота, соответствующая каждой спектральной линии; R=2,07* – постоянная Ридберга. Дальнейшие исследования спектра атомарного водорода показали, что имеется ещё несколько серий.

, n=2,3,4,… - серия Лаймана;

, n=3,4,5,… - серия Бальмера;

, n=4,5,6,… - серия Пашена;

, n=5,6,7,… - серия Брэкета;

, n=6,7,8,… - серия Пфунда.

Все эти серии можно представить в виде обобщённой формулы Бальмера:

С ростом n частота линий в каждой серии стремится к предельному значению , которое называют границей серии. За границей серии спектр не обрывается, а становится сплошным.

24. Постулаты Бора. Правило квантования орбит.

Постулаты Бора:

1. Электрон в атоме может двигаться только по некоторым дискретным орбитам, удовлетворяющим определённым условиям квантования. Электрон, находящийся на одной из этих орбит, несмотря на то, что он движется с ускорением, не излучает электромагнитным волн (света).

2. Излучение испускается или поглощается в виде светового кванта энергии при переходе электрона из одного стационарного (устойчивого) состояния в другое. Величина светового кванта равна разности энергий тех стационарных состояний, между которыми совершается квантовый скачок электрона.

Правило квантования орбит:

Электрон в атоме движется только по тем круговым орбитам, для которых его момент импульса равен постоянной Планка.

, n=1,2,3,…

n – номер орбиты, главное квантовое число.