Пошук по сайту


Квантові постулати Бора. 11 клас. Мета уроку

Квантові постулати Бора. 11 клас. Мета уроку

Квантові постулати Бора. 11 клас.

Мета уроку: розкрити шляхи виходу з кризи класичної фізики, пояснити постулати квантової теорії бора; розвивати уяву, творче мислення; виховувати працелюбність та наполегливість.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

Хід уроку.

І. Організаційний момент.

Оголошення теми і мети уроку.

Перевірка домашнього завдання:

  1. Механічні моделі будови атома.

  2. Чим відрізняються один від одного атоми різних хімічних елементів?

  3. Що є головною характеристикою певного хімічного елемента?

  4. Які частинки входять до складу ядра?

  5. Як утворюються позитивні й негативні іони?

  6. Чому мас атома Гідрогену незначно відрізняється від маси протона7 Як відрізняються розміри атома Гідрогену від розмірів протона?

  7. Модель атома Томсона.

  8. Досліди Резерфорда.

  9. Сучасні теорії будови атомного ядра:

А) Протонно-нейтронна модель ядра.

Б) Краплинна модель ядра.

В) Оболонкова модель ядра.

ІІ. Актуалізація опорних знань.

План викладення нового матеріалу.

  1. Непереконливість класичної теорії в поясненні випромінювання та поглинання енергії атомом.

  2. Квантові постулати Бора.

Закони класичної механіки описують лише неперервні процеси, тому, коли, досліджуючи енергетичні спектри атомів, отримали дискретні сукупності спектральних ліній, стало зрозумілим, що атом має більш складну структуру, ніж ту, що уявляли раніше, і її так просто не поясниш за допомогою законів Ньютона і рівнянь Максвелла. Дискретність спектрів означала, що заряди в атомі мають тільки певні значення енергії, що неможливо було пояснити. На початку ХХ ст. Макс Планк припустив, що світлова енергія випромінюється і поглинається квантами з енергією , а пізніше Альберт Ейнштейн увів поняття кванта світла – фотона, розглянувши поширення світлової хвилі як потік фотонів.

Планетарна модель атома багато пояснила в будові атома, але одразу після її створення виникли труднощі: ядро заряджене позитивно, а електрони - негативно. Між ними існує кулонівська сила притягання. Для того, щоб електрони не впали на ядро, вони мусять рухатись навколо нього з доцентровим прискоренням. З теорії Максвелла випливає, що якщо заряд рухається з прискоренням, то при цьому має випромінюватись електромагнітна хвиля, а розрахунки показують, що за час t = 10 c електрон, рухаючись по спіралі мусить припинити свій рух.

Дослідні ж дані показували, що за нормальних умов атом не випромінює енергію і існує як завгодно довго.

ІІІ. Пояснення нового матеріалу.

На початку XX століття серед довжелезної низки нерозв’язаних проблем фізики атома однією з найбільш гострих було пояснення оптичних спектрів атома. Теорія атома мала визначити положення кожної спектральної лінії в спектрах усіх елементів.

У 1885 році швейцарський фізик І. Бальмер довів, що всі частоти видимої частини спектра випромінювання атома Гідрогену можуть бути обчислені за дуже простою формулою (серія Бальмера):

, де R – величина стала, а m = 3,4,5,…, ∞.

Пізніше, 1906 року, англійським фізиком Лайманом була відкрита серія ліній в ультрафіолетовій частині спектра Гідрогену (серія Лаймана):

.

У 1908 році німецьким фізиком Пашеном була відкрита серія ліній в інфрачервоній частині спектра Гідрогену (серія Пашена):

.

Отже, частоту будь-якої лінії в спектрі атома Гідрогену можна подати у вигляді:



Із цієї формули видно, що в спектральних закономірностях особливо важливу роль відіграють цілі числа m і n, так звані головні квантові числа.

Усі наведені вище формули є чисто емпіричними. Пояснити лінійчастий спектр випромінювання атомів Гідрогену вдалося лише після створення Н. Бором квантової теорії будови атома Гідрогену.

У 1913 року датський фізик Нільс Бор запропонував основні положення квантової теорії у вигляді постулатів-тверджень, прийнятих за вихідні положення. Причому і закони класичної фізики ним повністю не відкидалися. Нові постулати швидше накладали лише певні обмеження на рухи, які допускає класична механіка.

І все ж успіх теорії Бора був вражаючим. Усім вченим стало зрозуміло, що Бор знайшов правильний шлях розвитку теорії, який привів згодом до створення стрункої теорії руху мікрочастинок – квантової механіки.

Нільс Бор створив теорію атома на основі таких постулатів:

  1. Атомна система може перебувати тільки в особливих стаціонарних, або квантових станах, кожному з яких відповідає певна енергія E. У стаціонарному стані атом енергію не випромінює.

  2. Перехід атома з одного стаціонарного стану в інший супроводжується випромінюванням чи поглинанням фотонів, енергію яких h визначають за формулою , де k і n – номери його стаціонарних станів. При відбувається випромінювання фотона, а при - його поглинання.

  3. У стаціонарному стані атома електрон, рухаючись по коловій орбіті, повинен мати дискретні, квантові значення моменту імпульсу , де n – 1,2,3 – номер орбіти; r – радіус орбіти;

Перший постулат називається постулатом стаціонарних станів. Цей постулат суперечить класичній механіці та електродинаміці Максвелла.

Другий постулат називається правилом частот. Якщо електрон перескакує на іншу орбіту, де його енергія менша, то куди дівається надлишок енергії? Адже зникнути, перетворитися на ніщо енергія не може. «Шукайте її поза атомом!» - заявляє Бор. Вона виділяється з атома у вигляді кванта світлової енергії, а електрон, який випроменив, рухається по орбіті, тепер вже іншій, і знову не випромінює.

Третій постулат називається правилом квантування орбіт. Виявилося, що можна одержати низку дискретних розділених стаціонарних станів тільки за того припущення, що момент імпульсу електрона кантується. Звідси дістаємо вираз для радіусів орбіт: , де mй e – маса та заряд електрона.

Фізики до появи теорії бора не могли розшифрувати складні спектри. Коли ж Бор довів, що «спектр – це біографія атомів, точніше атомних електронів», учені змогли, комбінуючи різні орбіти електронів в атомі, обчислити всі лінії, що спостерігаються у спектрі. Таким чином, джерелом світла є збуджений атом, світло генерується під час переходу атома з одного збудженого стану в інший, частота світла, що генерується, пропорційна ∆Е, світло випромінюється й поглинається у вигляді квантів.

ІV. Закріплення нового матеріалу.

  1. Чому планетарна модель атома не узгоджується із законами класичної фізики?

  2. Від чого залежить частота випромінювання атомом світла?

  3. У чому суть постулатів Бора?

  4. В якому стані енергія електрона менша – в основному (стійкому) чи збудженому?

  5. У чому полягає протиріччя між постулатами Бора та законами класичної механіки й класичної електродинаміки?

  6. Як на основі постулатів Бора можна пояснити спектр поглинання атома Гідрогену?

V. Домашнє завдання: §77, 78. Впр. 18 №1,2.




поділитися в соціальних мережах



Схожі:

Історія вивчення атома. Ядерна модель атома. Квантові постулати Н. Бора. 11 клас. Мета уроку
Мета уроку: дати учням уявлення про будову атома; познайомити їх із планетарною моделлю атома Резерфорда; розглянути сучасні теорії...

Поглинута та еквівалентна дози йонізуючого випромінювання. Дозиметри....
Мета уроку: ознайомити учнів з методами спостереження та реєстрації елементарних частинок, формувати вміння самостійно працювати...

Хімічна дія світла та її використання. 11 клас. Мета уроку
Мета уроку: дати уявлення про фотохімічні реакції; роз’яснити суть фотосинтезу; розвивати творче мислення; виховувати пізнавальний...

Електричний струм в рідинах та його використання. 11 клас. Мета уроку
Мета уроку: з’ясувати природу процесів, що зумовлюють електричний струм в електролітах, повторити І поглибити поняття електричної...

Урок фізики 8 клас. Тема уроку
Мета уроку : Узагальнити І систематизувати знання та вміння учнів з основного навчального матеріалу даної теми

Зв’язок фізики з повсякденним життям, технікою І виробничими технологіями....
Мета уроку: Ознайомити учнів з розвитком фізики, із застосуванням новітніх матеріалів та технологій у виробництві, формувати інтерес...

Вимірювання швидкості руху молекул. (Дослід О. Штерна.) Пояснення...
Мета уроку: сформувати в учнів поняття про фізичні властивості речовин у різних агрегатних станах, використовуючи основні положення...

Класичні уявлення про будову атома. 11 клас. Мета уроку
Мета уроку: дати учням уявлення про будову атома; познайомити їх із планетарною моделлю атома Резерфорда; розглянути сучасні теорії...

Ядерні реакції. Енергетичний вихід ядерних реакцій. Розв’язування задач. 11 клас. Мета уроку
Мета уроку: познайомити учнів із можливістю перетворення ядер хімічних елементів, навчити їх обчислювати енергетичний вихід ядерних...

Основні положення молекулярно-кінетичної теорії будови речовини та...
Мета уроку: пояснити основні положення молекулярно-кінетичної теорії, конкретизувати положення про існування, розміри та кількість...



База даних захищена авторським правом © 2017
звернутися до адміністрації

h.lekciya.com.ua
Головна сторінка