Строение атомов и их взаимодействие

Размещено на http://allbest.ru

Министерство образования и науки Российской Федерации

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Направление Экономика

Контрольная работа

Строение атомов и их взаимодействие

Выполнил студент гр. З-3Б31

М.А. Жидов

Приняла преподаватель

Л.Ю. Немирович-Данченко

Томск 2014 г.

Приведите примеры различных моделей строения атома. Поясните, из каких соображений они были предложены

В начале ХХ столетия были высказаны, почти одновременно, несколько гипотез о внутренней структуре атома. При этом все авторы исходили из принципа единства мира и подобия его частей. Этот принцип имеет древнее происхождение. Считается, что его выразил древнеегипетский мистик Гермес Трисмегист фразой: То, что находится наверху подобно тому, что находится внизу. Поэтому ожидалось, что объекты микромира могут быть устроены наподобие объектов мегамира или макромира. Модели атома водорода, предложенные различными авторами в самом начале ХХ в. Наибольшее признание получила модель Дж. Дж. Томсона, в которой атом-это сгусток материи, обладающей положительным электрическим зарядом, в который вкраплено столько электронов, что превращает его в электрически нейтральное образование (Рис.1.). Электроны совершают колебания около положения равновесия.

атом квант энергия фотон

Такая модель позволила ответить на вопросы об излучении света атомами вещества и гамма-лучей атомами радиоактивных веществ. Но в ходе экспериментов выяснилось, что эта модель не соответствует действительности. Экспериментальные результаты свидетельствуют в пользу выбора нуклеарно-планетарной модели атома. По модели Э. Резерфорда весь положительный заряд занимает крошечную область, радиус которой во столько раз меньше радиуса атома, во сколько раз радиус Солнца меньше радиуса орбиты самой удаленной от него планеты. Мельчайшая часть вещества - атом - казалась устроенной наподобие Солнечной системы, в центре положительно заряженное ядро, вокруг ядра по разным орбитам вращаются электроны. Центробежная сила при вращении электронов уравновешивается притяжением между ядром и электронами. В следствие чего они остаются на определенных расстояниях от ядра (Рис.1.). Нуклеарно-планетарная модель, обоснованная Резерфордом, явилась большим достижением классического атомизма.

Н. Бор взял за основу атомную модель Резерфорда и показал, что электроны двигаясь по круговым орбитам могут переходить с одной орбиты на другую с излучением (поглощением) энергии (Рис.3.). Это и объясняет линейчатый спектр.

Какой импульс получит атом водорода при излучении кванта света с длиной волны, равной 401 нм?

Дано:

Найти: p

В процессе излучения фотона, систему «атом-квант света» можно считать изолированной и применять для нее законы сохранения энергии и импульса. По закону сохранения импульса атом получит импульс отдачи, по величине равный импульсу излученного кванта. По закону сохранения энергии, умножив эквивалентную массу фотона на скорость его движения c , получим выражение для импульса фотона

По условиям задачи известна длина волны излучения, поэтому выразим энергию фотона через длину волны:

Окончательно будем иметь:

Проверим равенство закономерностей:

Что соответствует определению импульса как произведения массы частицы вещества на скорость ее движения.

Выполним расчет и получим величину импульса отдачи атома:

Ответ:

Определите величину дополнительной энергии, которую необходимо сообщить электрону, чтобы его длина волны Дебройля уменьшилась от 1 мм до 50 мкм.

Дано:

Найти: Е

Решение

Длина волны Дебройля определяется соотношением:

,

где p - импульс микрочастицы.

.

Подставим это соотношение в формулу

и получим:

.

Выполним расчет и получим величину дополнительной энергии:

Ответ:

Какая энергия выделилась бы при аннигиляции атома антиводорода с обычным атомом водорода? Энергией связи частиц в атомы пренебречь.

Дано:

Найти: E

Масса вещества равна массе антивещества, соответственно общая масса будет равна 2m ,а формула для вычисления энергии, выделяемой при аннигиляции атома водорода с обычным атомом водорода будет :

Выполним расчеты:

Ответ:

Литература

1. Стародубцев В.А. Концепции современного естествознания: учебник / В.А. Стародубцев; Национальный исследовательский Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010. - 280 с.

Размещено на Allbest.ru