Презентация на тему: Основы физики атома и квантовой механики

Основы физики атома и квантовой механики.
Модель атома Томсона
Основы физики атома и квантовой механики.
Основы физики атома и квантовой механики.
Постулаты Бора
Основы физики атома и квантовой механики.
Энергия стационарных состояний
Низшее энергетическое состояние
Излучение света
Спектральные серии водорода
Энергетические уровни атома водорода
Теория Планка
Гипотеза де Бройля
Уравнение В.Гейзенберга
Типы колебаний валентных связей между атомами в молекуле
ИК-спектроскопия
ИК-спектр ванилина
спектроскопия комбинационного рассеяния света
Спектр комбинационного рассеяния четыреххлористого углерода C С l 4.
Электронный микроскоп
Спасибо за внимание !
1/21
Средняя оценка: 4.1/5 (всего оценок: 96)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (1653 Кб)
1

Первый слайд презентации: Основы физики атома и квантовой механики

Лекция №7

Изображение слайда
2

Слайд 2: Модель атома Томсона

Джозеф Джон Томсон (1856 – 1940) Атом представляет собой непрерывно заряженный положительным зарядом шар радиуса порядка 10 -10 м, внутри которого около своих положений равновесия колеблются электроны. Недостатки модели: не объясняла дискретный характер излучения атома и его устойчивость; не дает возможности понять, чем определяются размеры атомов; оказалась в полном противоречии с опытами по исследованию распределения положительного заряда в атоме (опыты, проводимые Эрнестом Резерфордом).

Изображение слайда
3

Слайд 3

Изображение слайда
4

Слайд 4

Атомное ядро – тело малых размеров, в котором сконцентрированы почти вся масса и весь положительный заряд атома. Диаметр ядра порядка 10 -12 – 10 -13 см. Атом водорода В атоме водорода вокруг ядра обращается всего один электрон. Ядро было названо протоном. mp = 1836,1·me Размер атома водорода– это радиус орбиты его электрона. В 1913г. Датский физик Нильс Бор предложил теорию атома водорода.

Изображение слайда
5

Слайд 5: Постулаты Бора

Нильс Бор 1885-1962 Первый постулат Бора: атомная система может находится только в особых стационарных, или квантовых, состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия E n. В стационарном состоянии атом не излучает. Для стационаных состояний характерно, что момент импульса электронов на орбите равен целому числу постоянных Планка: mvr = h/2 π. Этот п остулат находится в противоречии с классической механикой ( э нергия движущихся электронов мо гла бы быть любой), с электродинамикой Максвелла, т.к. допускает возможность ускоренного движения без излучения электромагнитных волн.

Изображение слайда
6

Слайд 6

Второй постулат Бора: излучение света происходит при переходе атома из стационарного состояния с большей энергией E k в стационарное состояние с меньшей энергией E n. Энергия излученного фотона равна разности энергий стационарных состояний. При поглощении света атом переходит из стационарного состояния с меньшей энергией в стационарное состояние с большей энергией, при излучении – из стационарного с большей энергией в стационарное состояние с меньшей энергией. Второй постулат противоречит электродинамике Максвелла, т.к. частота излученного света свидетельствует не об особенностях движения электрона, а лишь об изменении энергии атома.

Изображение слайда
7

Слайд 7: Энергия стационарных состояний

- дискретные (прерывистые) значения энергий стационарных состояний атома (энергетические уровни).

Изображение слайда
8

Слайд 8: Низшее энергетическое состояние

В этом состоянии а том может находится сколь угодно долго. Чтобы ионизировать атом водорода, ему нужно сообщить энергию 13,53 эВ – энергия ионизации. τ = 10 -8 с – время жизни в возбужденном состоянии. За время τ электрон успевает совершить около ста миллионов оборотов вокруг ядра.

Изображение слайда
9

Слайд 9: Излучение света

Возможные частоты излучения атома водорода: где - постоянная Ридберга R = 109737,316 см -1. Теория Бора приводит к количественному согласию с экспериментом для значений частот, излучаемых атомом водорода. Все частоты излучений атома водорода образуют ряд серий, каждому из которых соответствует определенное значение числа n и различные значения k > n.

Изображение слайда
10

Слайд 10: Спектральные серии водорода

Серия Лаймана – открыл в 1906 г. Теодор Лайман. Данная серия образуется при переходах электронов с возбуждённых энергетических уровней на первый в спектре излучения и с первого уровня на все остальные при поглощении. Серия Бальмера – открыл в 1885 г. Иоганн Бальмер. Данная серия образуется при переходах электронов с возбужденных энергетических уровней на второй в спектре излучения и со второго уровня на все вышележащие уровни при поглощении. Серия Пашена – открыл в 1908 г. Фридрих Пашен. Данная серия образуется при переходах электронов с возбужденных энергетических уровней на третий в спектре излучения и с третьего уровня на все вышележащие уровни при поглощении.

Изображение слайда
11

Слайд 11: Энергетические уровни атома водорода

Изображение слайда
12

Слайд 12: Теория Планка

Немецкий у ченый М.Планк (1900) выдвинул гипотезу о том, что тела излучают свет не непрерывным потоком, а отдельными порциями - квантами. Кванты светового излучения называются также фотонами. Энергия кванта пропорциональна частоте излучения: Е = hν, где h – константа Планка ( 6,63 · 10 34 Дж · с ).

Изображение слайда
13

Слайд 13: Гипотеза де Бройля

Первым шагом на пути создания новой квантовой теории была высказана в 1924 p. де Бройлем гипотеза о том, что корпускулярно-волновой дуализм является особенностью не только оптических явлений. Он присущий не только фотонам, но и всем материальным частицам, которые движутся. Любой частице, например электрону, обладающей импульсом, соответствует волновой процесс с длиной волны, определяемой по формуле де Бройля: . Фотон – элементарная частица, обладающая волновыми свойствами, и характеризуется энергией Е = h ν, массой m ф (массы покоя фотон не имеет), импульсом p ф. масса фотона Импульс фотона

Изображение слайда
14

Слайд 14: Уравнение В.Гейзенберга

Изображение слайда
15

Слайд 15: Типы колебаний валентных связей между атомами в молекуле

Существует много типов колебания связей между атомами. Они подразделяются на валентные ν и деформационные δ. В случае валентных колебаний происходит изменение длины связи вдоль ее оси. При этом различают симметричные и несимметричные колебания. Деформационные колебания сопровождаются изменением угла между связями.

Изображение слайда
16

Слайд 16: ИК-спектроскопия

показан ИК-спектр относительно простого соединения СН 3 ОН, на котором видны полосы, характерные для определенных валентных связей. Максимумы пиков, соответствующих наибольшему поглощению, обращены вниз. ИК-спектр СН 3 ОН при Т = 10К

Изображение слайда
17

Слайд 17: ИК-спектр ванилина

ИК-спектр поглощения того или иного соединения определяется структурой его молекул и заключает в себе информацию об этой структуре. Он позволяет с высокой точностью идентифицировать определенные химические соединения.

Изображение слайда
18

Слайд 18: спектроскопия комбинационного рассеяния света

Схема установки для изучения комбинационного рассеяния света Комбинационное рассеяние света – это рассеяние света веществом, обусловленное его молекулярной структурой. Оно сопровождается изменением длины волны рассеиваемого света. Комбинационное рассеяние света широко используется при изучении собственных частот колебаний молекул, которые состоят из большого числа атомов. Метод комбинационного рассеяния позволяет исследовать структуру сложных органических молекул. Установлено, что определенные частоты молекулярного спектра комбинационного рассеяния соответствуют колебаниям тех или иных валентных связей ( O – H, S – H, C = N, C = C и др.)

Изображение слайда
19

Слайд 19: Спектр комбинационного рассеяния четыреххлористого углерода C С l 4

Изображение слайда
20

Слайд 20: Электронный микроскоп

Электронный микроскоп - это устройство, предназначенное для получения изображения микрообъектов; в нем, в отличие от оптического микроскопа, вместо световых лучей используют ускоренные до больших энергий (30-100 кэВ и более) в условиях глубокого вакуума электронные пучки, а вместо обычных линз - электромагнитные линзы. Одним из приборов, в котором используется дифракция электронов, является электронный микроскоп

Изображение слайда
21

Последний слайд презентации: Основы физики атома и квантовой механики: Спасибо за внимание !

Планк был известен своим остроумием: «Научная истина торжествует по мере того, как вымирают её противники».

Изображение слайда