Модель атома Н. Бора

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Московский государственный университет

дизайна и технологии»

Кафедра управления

Реферат на тему:

«Модель атома Н. Бора»

Выполнила студентка

Институт социальной инженерии

1 курс, группы СУ-151: Самородова А.М.

Проверила Реш В.Г.

Москва 2016

Содержание

1. Нильс Бор

2. Проблема атомного номера элементов. Закон смещения

3. Атом Бора

Заключение

Список литературы

1. Нильс Бор

Нильс Хенрик Давид Бор (1885-1962) -- датский физик, один из основоположников современной физики. Основатель и руководитель Института теоретической физики в Копенгагене (Институт Нильса Бора); создатель мировой научной школы; иностранный член АН СССР (1929). В 1943-1945 работал в США.

Бор известен как активный участник разработки основ квантовой механики. Он также внёс весомый вклад в развитие теории атомного ядра и ядерных реакций, процессов взаимодействия элементарных частиц со средой.

Нильс Бор создал теорию атома, в основу которой легли планетарная модель атома, квантовые представления и предложенные им Бора постулаты. Важные работы по теории металлов, теории атомного ядра и ядерных реакций. Труды по философии естествознания. Активный участник борьбы против атомной угрозы. Нобелевска премия (1922).

2. Проблема атомного номера элементов. Закон смещения

Первым достижением Бора в лаборатории Резерфорда было то, что он понял, что химические свойства определяются числом электронов в атоме, а, значит, зарядом ядра, а не его массой, и это объясняет существование изотопов. Так как альфа-частица--это ядро гелия, имеющее заряд +2, то при альфа-распаде, когда эта часица вылетает из ядра, «дочерний» элемент должен раходиться в таблице Менделеева на две клеточки левее «материнского», а при бета-распаде, когда из ядра вылетает электрон--на одну клеточку правее. Таким образом был открыт «закон радиоактивных смещений». Но за этим открытием последовали и другие, намного более важные. Они касались самой модели атома.

3. Атом Бора

Когда Джон Дальтон впервые в истории современной науки предложил атомную теорию строения вещества, атомы представлялись ему неделимыми, но на протяжении XIX столетия становилось понятно, что такая модель неприемлема. Поворотной точкой стало открытие электрона Дж. Дж. Томсоном в 1897 году, из которого можно сделать вывод, что атом состоит из отдельных частиц -- прямое противоречие его неделимости. Последним значительным сдвигом в опровержении неделимости атома стало открытие в 1911 году атомного ядра. После этих открытий стало ясно, что атом не просто делим, но что он еще и обладает дискретной структурой: состоит из массивного, положительно заряженного центрального ядра и движущихся по орбитам вокруг него легких, отрицательно заряженных электронов.

Но с этой простой планетарной моделью атома тут же возникли проблемы. Прежде всего, согласно физическим законам того времени, такой атом не мог бы существовать дольше доли мгновения. Обосновано это было так: в соответствии с законами механики Ньютона, электрон, находящийся на орбите, движется с ускорением. Следовательно, согласно уравнениям Максвела, он должен излучать электромагнитные волны и, как следствие, терять энергию (в силу закона сохранения энергии) и вскоре сойти с орбиты и упасть на ядро. Соответственно, что-то было не так в этой простой модели строения атома, раз реальные атомы, окружающие нас, просуществовали миллиарды лет.

Разрешить эту проблему и направить физиков по верному пути понимания атомной структуры удалось молодому датскому теоретику Нильсу Бору, недавно прибывшему на стажировку в Англию после защиты докторской диссертации у себя на родине. За основу Бор принял новые постулаты квантовой механики, согласно которым на субатомном уровне энергия испускается только порциями, которые получили название «кванты». Немецкий физик Макс Планк воспользовался положением о том, что атомы излучают свет отдельными частицами (позже Альберт Эйнштейн назвал их «фотоны»), для разрешения старой проблемы изучения черного тела. Пользуясь концепцией фотонов, Альберт Эйнштейн теоретически объяснил фотоэлектрический эффект. За свои работы и Планк, и Эйнштейн получили по Нобелевской премии. бор атом квантовый электрон

Бор развил квантовую теорию еще на шаг и применил ее к состоянию электронов на атомных орбитах. Говоря научным языком, он предположил, что угловой момент электрона квантуется. Далее он показал, что в этом случае электрон не может находиться на произвольном удалении от атомного ядра, а может быть лишь на ряде фиксированных орбит, получивших название «разрешенные орбиты». Электроны, находящиеся на таких орбитах, не могут излучать электромагнитные волны произвольной интенсивности и частоты, иначе им, скорее всего, пришлось бы перейти на более низкую, неразрешенную орбиту, поэтому они удерживаются на своей более высокой орбите.

Однако электроны могут переходить на другую разрешенную орбиту. Как и большое количество явлений в мире квантовой механики, этот процесс не так просто представить наглядно. Электрон просто исчезает с одной орбиты и материализуется на другой, не пересекая пространства между ними. Этот эффект назвали «квантовым прыжком», или «квантовым скачком». Позднее этот термин обрел широкую популярность и вошел в наш лексикон со значением «внезапное, стремительное улучшение». Если электрон перескакивает на более низкую орбиту, он теряет энергию и, следовательно, испускает квант света -- фотон фиксированной энергии с фиксированной длиной волны. На глаз мы различаем фотоны разных энергий по цвету -- раскаленная на огне медная проволока светится синим, а натриевая лампа уличного освещения -- желтым. Для перехода на более высокую орбиту электрон должен, соответственно, поглотить фотон.

В картине атома по Бору, таким образом, электроны переходят вниз и вверх по орбитам дискретными скачками -- с одной разрешенной орбиты на другую, подобно тому, как мы поднимаемся и спускаемся по ступеням лестницы. Каждый скачок обязательно сопровождается испусканием или поглощением кванта энергии электромагнитного излучения, который мы называем фотоном.

Заключение

С течением времени интуитивная гипотеза Бора уступила место строгой систематической формулировке в рамках законов квантовой механики и, в частности, концепции двойственной природы элементарных частиц -- корпускулярно-волновой. Сегодня электроны представляются нам не микроскопическими планетами, обращающимися вокруг атомного ядра, а волнами вероятности, плещущимися внутри своих орбит и подчиняющимися уравнению Шрёдингера. Современные физики, как само собой разумеющееся, рассчитывают характеристики этих волн для самых сложных по структуре атомов и используют их для объяснения свойств и поведения этих атомов. Однако основополагающую картину всей современной квантовой механики нарисовал в своем великом прозрении Нильс Бор -- в далеком теперь 1913 году.

Список литературы

1. http://to-name.ru/biography/nils-bor.htm

2. http://vedaem.com/source/328

3. http://elementy.ru/trefil/8/Atom_Bora

Размещено на Allbest.ru