Атомдық физика қабылдаған: Маханова Г. М. Орындаған: Қуанышова А. С атомдық физика

АТОМДЫҚ ФИЗИКА

Қабылдаған: Маханова Г.М.

Орындаған: Қуанышова А.С

Атомдық физика

• Атомның құрылысын және сәуле шығару спектрін зерттейтін физиканың бөлімін атомдық физика деп атайды
• Ағылшын ғалымы Томсон атомның келесі моделін ұсынды. Бұл модель бойынша атом өлшемдері 10-10м шамасындағы оң зарядталған сфера деп қарастырылады. Осы оң зарядталған сфераның ішінде заряды осы сфераның оң зарядына тең электрондар орналасқан. Томсонның моделі атомның кейбір қасиетін түсіндіргенмен оның көптеген қасиеттерін түсіндіріп бере алмады.

1.Резерфордың планетарлық моделі

• Қазіргі кезде -бөлшегінің гелий атомының ядросы екені белгілі. Бұл тәжірибе барысында Резерфорд кейбір -бөлшектердің 900 және одан да үлкен бұрыштарға ауытқитынын байқайды. Резерфордтың түсіндіруінше -бөлшектерді үлкен бұрыштарға ауытқытатын атомдағы бір жерге шоғырланған оң зарядтар болып табылады.
• -бөлшек пен атомның өзара әсерлесу энергиясы келесі өрнекпен анықталады:

• -бөлшек пен атомның өзара әсерлесуін сипаттайтын Резерфорд формуласы:

• Берілген шашыратушы зат үшін -бөлшектердің берілген энергиясында және ағынында:

2.Атомның ядролық моделі

• Резерфорд осы тәжірибесін қортындылай келе атомның ядролық моделін ұсынды. Бұл модель бойынша атомдағы барлық оң зарядтар және атомның барлыққа дерлік массасы кішкене көлемде – атом ядросында жинақталған. Ядроның өлшемі шамамен 10-14 :10-15м. Осы ядроны айнала жалпы заряды ядро зарядына тең электрондар қозғалады. Атомның өлшемдері шамамен 10-10 м.

• Бұл модель Күн жүйесіндегі планеталардың орналасуына ұқсас болғандықтан ядроның планетарлық моделі деп аталады.
• Резерфорд моделінің кемшіліктері:
• 1) бұл модель атомның тұрақтылығын түсіндіріп бере алмады.
• 2) бұл модель атом шығаратын сызықтық спектрлерді түсіндіріп бере алмады.

3.Сутегі атомының спектрлері

• Швейцар ғалымы Бальмер сутегі атомының сәуле шығару спектрін зерттей отырып, келесі заңдылықты ашты.
• Бұл заңдылық Бальмер сериясы деп аталады:

• Кейінгі тәжірибелер көрсеткендей сутегі спектрінде тағы да бірнеше спектрлер бар. Соның ішінде Лайман сериясы спектрдің ультракүлгін бөлігінде, ал басқа сериялар инфрақызыл бөлігінде жатады.

• Сутегі атомының барлық спектрлерін бір формуламен беруге болады. Бұл формула Бальмердің біріккен сериясы деп аталады:

4.Бор постулаттары

• Дания ғалымы Бор Резерфорд моделіндегі кемшіліктерді түсіндіріп беретін келесі постулаттарды ұсынды:
• Бордың бірінші постулаты (стационар күйлер постулаты):
• Атом белгілі бір тұрақты дискретті күйлерде болады. Бұл күйдегі атом сәуле шығармайды және жұтпайды.
• Импульс моментінің квантталу ережесі. Атомдағы электронның импульс моменті тек белгілі бір дискретті мәндерді қабылдайды, яғни квантталады.

5.Бор теориясын сутегі атомына қолдану

• Сутегі атомында электрон ядроның айналасында Кулондық тартылу күшінің әсерінен радиусы -ге шеңберлік орбитамен қозғалады. Сондықтан электонды осы орбитада ұстап тұратын центрге тартқыш күш электрон мен ядро арасындағы Кулондық күшке тең болады:

• .

6.Франк және Герц тәжірибесі

• Неміс ғалымдары Франк және Герц Бор теориясын дәлелдейтін келесі тәжірибе жасады. Олар төменгі қысымдағы сынап буы толтырылған ыдыстағы үш электродты лампа – триод көмегімен тәжірибе жасады. Электрондардың сынап атомдарымен серпімсіз соқтығысы кезінде электроннан атомға энергия беріледі және бұл энергия жеке дискретті порциялар түрінде беріледі. Бұл тәжірибеден шығатын қортынды: атом энергиясы тек дискретті мәндерді қабылдайды және атомның шығаратын сәулелік энергиясы осы энергиялық күйлердің айырмасына тең.

• Сутегі атомы үшін Шредингер теңдеуі келесі түрде жазылады:

• Сутегі атомы үшін Шредингер теңдеуінің сфералық координаттағы шешімінен атомдағы электронның импульс моменті тек дискретті мәндерді қабылдайтыны, яғни квантталатыны шығады.

7.Паули принципі

• Атомның бірдей станционар күйлерде екі электрон болмайды.
• Атомдағы электрондар үшін Паули принципін келесі түрде жазуға болады: