Строение атома. Открытие радиоактивности

Содержание

Слайд 2

Строение атома Конкретные представления о строении атома развивались по мере накопления

Строение атома

Конкретные представления о строении атома развивались по мере накопления

физикой фактов о свойствах вещества. Открыли электрон, измерили его массу. Мысль об электронном строении атома, впервые высказанную В. Вебером в 1896 г., развил Х. Лоренц. Именно он создал электронную теорию:
электроны входят в состав атома.
Опираясь на эти открытия, Дж. Томсон в 1898 г. Предложил модель атома в виде положительно заряженного шара радиусом 10-10 м, в котором плавают электроны, нейтрализующие положительный заряд (рис. 1)

Рис. 1

Слайд 3

Д.Д. Томсон 1856 — 1940 гг ЭЛЕКТРОН ПОЛОЖИТЕЛЬНО ЗАРЯЖЕННОЕ ОБЛАКО «ПУДИНГ

Д.Д. Томсон
1856 — 1940 гг

ЭЛЕКТРОН

ПОЛОЖИТЕЛЬНО ЗАРЯЖЕННОЕ ОБЛАКО

«ПУДИНГ С ИЗЮМОМ»

+

+

+

+

+

+

+

Слайд 4

Строение атома «Пудинг с изюмом» Планетарная модель

Строение атома

«Пудинг с изюмом»
Планетарная модель

Слайд 5

Беккерель Антуан Анри- 1897 г Радиоактивность – самопроизвольное излучение (действие солей урана на фотопластинку).

Беккерель Антуан Анри- 1897 г

Радиоактивность – самопроизвольное излучение
(действие солей урана

на фотопластинку).
Слайд 6

Мария Склодовская-Кюри и Пьер Кюри. Полоний Радий (лучистый)

Мария Склодовская-Кюри и Пьер Кюри.

Полоний

Радий (лучистый)

Слайд 7

Радиоактивность - доказательство сложного строения атомов. Эрнест Резерфорд

Радиоактивность - доказательство сложного строения атомов.

Эрнест Резерфорд

Слайд 8

ЦЕЛЬ ОПЫТА: проверить, является ли правильной модель Томсона. Э. РЕЗЕРФОРД 1871

ЦЕЛЬ ОПЫТА:
проверить, является ли правильной модель Томсона.

Э. РЕЗЕРФОРД
1871 — 1937 гг

1910

— 1911 гг
Слайд 9

Рассеяние α-частицы в атоме Томсона и в атоме Резерфорда α Атом

Рассеяние α-частицы в атоме Томсона и в атоме Резерфорда

α

Атом

Резерфорда

ат м омсона

α


Большинство альфа - частиц отклоняются от прямолинейного пути на углы не более 1- 20 2. Небольшая часть альфа – частиц испытывала отклонение на значительно большие углы 3. В среднем одна из 8000 альфа- частиц рассеивается в направлении, обратном направлению первоначального движения

Слайд 10

ЯДРО электроны протоны нейтроны Планетарная модель атома 1. - ядро 2. - альфа-частицы

ЯДРО

электроны

протоны

нейтроны

Планетарная модель атома

1. - ядро
2. - альфа-частицы

Слайд 11

Экспериментальная проверка модели атома Томсона была осуществлена в 1911 г. английским

Экспериментальная проверка модели атома Томсона была осуществлена в 1911 г. английским

физиком Э. Резерфордом (рис. 2)

Рис.2

Слайд 12

Слайд 13

Слайд 14

Пропуская пучок Альфа- частиц через тонкую золотую фольгу, Э. Резерфорд обнаружил,

Пропуская пучок Альфа- частиц через тонкую золотую фольгу, Э. Резерфорд обнаружил,

что какая-то часть частиц отклоняется на довольно значительный угол от своего первоначального направления, а небольшая часть – отражается от фольги. Но согласно модели атома Томсона, частицы могли отклоняться только на углы около 20 (рис.3)
Резерфорд показал, что модель Томсона находится в противоречии с его опытами. Обобщая результаты своих опытов.
Резерфорд предложил ядерную (планетарную) модель строения атома (рис.4)
Атом имеет ядро, размеры которого малы по сравнению с размерами самого атома (рис. 5)
В ядре сконцентрирована почти вся масса атома.
Отрицательный заряд всех электронов распределен по всему объему атома.

Рис.3

Рис. 5

Рис.4

Слайд 15

АТОМ Состоит из ядра Вокруг ядра вращаются электроны


АТОМ

Состоит из ядра

Вокруг ядра вращаются электроны

Слайд 16

Электрон заряжен отрицательно Заряд электрона равен е = -1,6 10 ¯

Электрон заряжен

отрицательно

Заряд электрона равен


е = -1,6 10 ¯ Кл


19

Заряд протона равен

по модулю заряду электрона

Слайд 17

Строение атомного ядра. Z -зарядовое число - порядковый номер, заряд ядра,

Строение атомного ядра.

Z
-зарядовое число - порядковый номер, заряд ядра,

количество протонов, количество электронов.
М
-массовое число - масса ядра, число нуклонов, количество нейтронов М-Z.
Слайд 18

ПЛАНЕТАРНАЯ МОДЕЛЬ АТОМА ПРОТИВОРЕЧИЛА ЗАКОНАМ КЛАССИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ — электрон должен был

ПЛАНЕТАРНАЯ МОДЕЛЬ АТОМА ПРОТИВОРЕЧИЛА ЗАКОНАМ КЛАССИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ — электрон должен был

непрерывно излучать электромагнитные волны.

ТАКОЙ АТОМ НЕ МОГ СУЩЕСТВОВАТЬ !!!

Слайд 19

Модели атомов водорода Водород (H) Дейтерий (D) Тритий (T) Атомы одного

Модели атомов водорода

Водород (H) Дейтерий (D) Тритий (T)

Атомы одного

элемента, имеющие одинаковое число протонов, но разное число нейтронов, называются изотопами.
Химические свойства таких атомов одинаковы, но они различны по некоторым физическим свойствам.
В 1961 году изотоп 12С был выбран в качестве международного стандарта атомной массы.
Слайд 20

I ПОСТУЛАТ БОРА Атомная система может находится только в особых стационарных

I ПОСТУЛАТ БОРА

Атомная система может находится только в особых стационарных квантовых

состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия En.
В стационарных состояниях атом не излучает.

+

-

Слайд 21

II ПОСТУЛАТ БОРА При переходе атома из стационарного состояния с большей

II ПОСТУЛАТ БОРА

При переходе атома из стационарного состояния с большей энергией

En в стационарное состояние с меньшей энергией Em излучается квант, энергия которого равна разности энергий стационарных состояний:

Е1

Е2

Е3

Е,эВ

Излучает

Е4

hνnm = En – Em

h – постоянная Планка

Частота излучения

электрон

квант

Слайд 22

Недостатки теории Бора 1. Не смогла объяснить интенсивность спектральных линий. 2.

Недостатки теории Бора


1. Не смогла объяснить интенсивность спектральных линий.
2.

Справедлива только для водородоподобных атомов и не работает для атомов, следующих за ним в таблице Менделеева.
3. Теория Бора логически противоречива: не является ни классической, ни квантовой. В системе двух уравнений, лежащих в её основе, одно — уравнение движения электрона — классическое, другое — уравнение квантования орбит — квантовое.
Слайд 23

Серии излучения атома водорода серия Пащена серия Лаймена серия Бальмера

Серии излучения атома водорода

серия Пащена

серия Лаймена

серия Бальмера

Слайд 24

Источники света. Холодные Горячие электролюминесценция лампы дневного света газоразрядные трубки огни

Источники света.


Холодные
Горячие

электролюминесценция
лампы дневного света
газоразрядные трубки
огни святого Эльма

полярные сияния
свечение экранов плазменных телевизоров

фотолюминесценция

хемилюминесценция
некоторые глубоководные рыбы
Микроорганизмы
светлячки
Трупные газы

катодолюминесценция

фосфор

свечение экранов телевизоров с ЭЛТ

Солнце
Лампа накаливания
Пламя

Тепловые:

Холодное свечение-люминесценция

Слайд 25

Огни святого Эльма

Огни святого Эльма

Слайд 26

Полярное сияние

Полярное сияние

Слайд 27

Ночесветка – одноклеточная жгутиковая водоросль из отряда динофлагеллят. Достигает 2 мм

Ночесветка – одноклеточная жгутиковая водоросль из отряда динофлагеллят. Достигает 2 мм

в диаметре. Излучает свет в ответ на механическое раздражение.
Слайд 28

Спектры излучения Распределение энергии по частотам (спектральная плотность интенсивности излучения)

Спектры излучения

Распределение энергии по частотам
(спектральная плотность интенсивности излучения)

Слайд 29

Непрерывный спектр Дают тела, находящиеся в твердом, жидком состоянии, а также

Непрерывный спектр

Дают тела, находящиеся в твердом, жидком состоянии, а также

плотные газы.
Чтобы получить, надо нагреть тело до высокой температуры.
Характер спектра зависит не только от свойств отдельных излучающих атомов, но и от взаимодействия атомов друг с другом.
В спектре представлены волны всех длин и нет разрывов.
Непрерывный спектр цветов можно наблюдать на дифракционной решетке. Хорошей демонстрацией спектра является природное явление радуги.
Слайд 30

Линейчатый спектр Дают все вещества в газообразном атомарном (но не молекулярном)

Линейчатый спектр

Дают все вещества в газообразном атомарном (но не молекулярном)

состоянии (атомы практически не взаимодействуют друг с другом).
Изолированные атомы данного химического элемента излучают волны строго определенной длины.
Для наблюдения используют свечение паров вещества в пламени или свечение газового разряда в трубке, наполненной исследуемым газом.
При увеличении плотности атомарного газа отдельные спектральные линии расширяются.
Слайд 31

Полосатый спектр Спектр состоит из отдельных полос, разделенных темными промежутками. Каждая

Полосатый спектр

Спектр состоит из отдельных полос, разделенных темными промежутками.
Каждая

полоса представляет собой совокупность большого числа очень тесно расположенных линий.
Создаются молекулами, не связанными или слабосвязанными друг с другом.
Для наблюдения используют свечение паров в пламени или свечение газового разряда.
Слайд 32

Спектр поглощения Если пропускать белый свет сквозь холодный, неизлучающий газ, то

Спектр поглощения

Если пропускать белый свет сквозь холодный, неизлучающий газ, то

на фоне непрерывного спектра источника появятся темные линии.
Газ поглощает наиболее интенсивно свет тех длин волн, которые он испускает в сильно нагретом состоянии.

Темные линии на фоне непрерывного спектра – это линии поглощения, образующие в совокупности спектр поглощения.

Слайд 33

Спектральный анализ Густав Роберт Кирхгоф 1824 - 1887 Роберт Вильгельм Бунзен

Спектральный анализ

Густав Роберт Кирхгоф
1824 - 1887

Роберт Вильгельм Бунзен
1811 - 1899

Спектральный анализ

– метод определения химического состава вещества по его спектру. Разработан в 1859 году немецкими учеными Г. Р. Кирхгофом и Р. В. Бунзеным.
Слайд 34

Применение Спектрального анализа Открываются новые элементы: рубидий, цезий и др;

Применение Спектрального анализа

Открываются новые элементы: рубидий, цезий и др;

Слайд 35

Применение Спектрального анализа Узнали химический состав Солнца и звезд;

Применение Спектрального анализа

Узнали химический состав Солнца и звезд;

Слайд 36

Применение Спектрального анализа Определяют химический состав руд и минералов; Метод контроля

Применение Спектрального анализа

Определяют химический состав руд и минералов;
Метод контроля

состава вещества в металлургии, машиностроении, атомной индустрии.
Состав сложных смесей анализируется по их молекулярным спектрам.
Слайд 37

СПЕКТРАЛЬНЫЕ АППАРАТЫ Для точного исследования спектров такие простые приспособления, как узкая

СПЕКТРАЛЬНЫЕ АППАРАТЫ

Для точного исследования спектров такие простые приспособления, как узкая щель,

ограничивающая световой пучок, и призма, уже недостаточны. Необходимы приборы, дающие четкий спектр, т. е. приборы, хорошо разделяющие волны различной длины и не допускающие перекрытия отдельных участков спектра. Такие приборы называют спектральными аппаратами. Чаще всего основной частью спектрального аппарата является призма или дифракционная решетка.
Слайд 38

Спектральные аппараты

Спектральные аппараты

Слайд 39

Для получения спектров используют специальные приборы СПЕКТРОСКОПЫ

Для получения спектров используют специальные приборы СПЕКТРОСКОПЫ

Слайд 40

Задание №1 На рисунке изображены спектры излучения водорода (1), гелия (2),

Задание №1 На рисунке изображены спектры излучения водорода (1), гелия (2), натрия

(3). Какие из этих элементов содержатся в смеси веществ? (4)

1

2

3

4

Слайд 41

Задание №2 В составе какого химического соединения (спектры 2, 3, 4)

Задание №2 В составе какого химического соединения (спектры 2, 3, 4) содержится

водород (спектр 1)?

1

2

3

4

Слайд 42

Задание №3 В какой смеси газов (спектры 1, 3, 4) содержится

Задание №3 В какой смеси газов (спектры 1, 3, 4) содержится гелий

(2)?

1

2

3

4

Слайд 43

Задание №4 Соотнесите спектры излучения и способы их получения.

Задание №4 Соотнесите спектры излучения и способы их получения.

Слайд 44

Задание №5 Соотнесите спектры излучения и способы их получения. Кем был

Задание №5 Соотнесите спектры излучения и способы их получения.

Кем был разработан в

1859 году спектральный анализ?
Слайд 45

Принцип действия и использования лазера.

Принцип действия и использования лазера.

Слайд 46

Что такое лазер? Лазер или оптический квантовый генератор — это устройство,

Что такое лазер?

Лазер или оптический квантовый генератор — это устройство, преобразующее

энергию накачки (световую, электрическую, тепловую, химическую и др.) в энергию когерентного, монохроматического, поляризованного и узконаправленного потока излучения.
Существует большое количество видов лазеров, использующих в качестве рабочей среды все агрегатные состояния вещества. Некоторые типы лазеров могут генерировать целый набор частот в широком спектральном диапазоне.
Классификация и типы лазеров:
Газовые лазеры
Лазеры на красителях
Лазеры на парах металлов
Твердотельные лазеры
Полупроводниковые лазеры
Слайд 47

Индуцированное (вынужденное) излучение лазера возникает при переходе атомов из высшего энергетического

Индуцированное (вынужденное) излучение лазера возникает при переходе атомов из высшего энергетического

состояния в низшее, но не самопроизвольно, а под влиянием внешнего воздействия. Возникшая при индуцированном излучении световая волна не отличается от волны, падающей на атом, ни частотой, ни фазой, ни поляризацией.
Слайд 48

Свойства лазерного излучения Малый угол расхождения лазерного пучка. Исключительная монохроматичность. Лазеры - самое мощные источники света.

Свойства лазерного излучения

Малый угол расхождения лазерного пучка.
Исключительная монохроматичность.
Лазеры - самое мощные

источники света.
Слайд 49

Принцип действия лазеров

Принцип действия лазеров

Слайд 50

Применение лазеров 1. Наука 2. Вооружение 3. Промышленность 4. Медицина 5.

Применение лазеров

1. Наука
2. Вооружение
3. Промышленность
4. Медицина
5. В связи и информационных технологиях
Культура
Быт

Слайд 51

Наука Для осуществления связи, особенно в той части космического пространства, где

Наука

Для осуществления связи, особенно в той части космического пространства, где отсутствует

поглощение света.
Для локации различных объектов, обеспечивающей возможность определения расстояния до них с точностью до миллиметра
Для осуществления управляемой термоядерной реакции
Для проведения химических реакций, которые иными способами провести невозможно
Для повысить качество изображения астрономических объектов
Для сверхбыстрого управления магнитным состоянием среды (лазерное намагничивание)
Для достижения сверхнизких температур (лазерное охлаждение)
Слайд 52

Вооружение Лазерное оружие для борьбы с наземными и воздушными целями Целеуказатели

Вооружение

Лазерное оружие для борьбы с наземными и воздушными целями
Целеуказатели
Для облегчения прицеливания

с помощью какого-нибудь оружия (лазерный прицел)
Системы обнаружения снайперов
Для постановки помех путём «сканирования» лазерным лучом местности
Лазерное стрелковое оружие
Слайд 53

Промышленность Фотолитография Экологический мониторинг Лазерная маркировка и гравировка Лазерное разделение материалов

Промышленность

Фотолитография
Экологический мониторинг
Лазерная маркировка и гравировка
Лазерное разделение материалов
Лазерная сварка (соединение мельчайших деталей

между собой)
Поверхностная лазерная обработка
Получение химически чистых материалов
Пробивание отверстий в особо хрупких материалах
Слайд 54

Медицина Косметическая хирургия (удаление татуажа и пр.) Коррекция зрения Хирургия (гинекология,

Медицина

Косметическая хирургия (удаление татуажа и пр.)
Коррекция зрения
Хирургия (гинекология, урология, лапароскопия)
Стоматология
Диагностика заболеваний
Удаление

опухолей, особенно мозга и спинного мозга
Слайд 55

Связь и информационные технологии Хранение информации на оптических носителях (компакт-диск, DVD

Связь и информационные технологии

Хранение информации на оптических носителях (компакт-диск, DVD и

т. д.)
Оптическая связь
Оптические компьютеры
Голография, лазерные дисплеи
Лазерные принтеры, цифровые минилабы
Считыватели штрих-кодов
Слайд 56

культура Лазерное шоу на концертах и дискотеках Мультимедийные демонстрации и презентации

культура

Лазерное шоу на концертах и дискотеках
Мультимедийные демонстрации и презентации
В световом дизайне
Лазерные

субтитры на киноэкранах
ЭМИ «лазерная арфа»
Объемное гравирование прозрачных материалов
Слайд 57

быт Лазерные указки Лазерный дальномер Системы слежения Лидары Системы навигации (напр.

быт

Лазерные указки
Лазерный дальномер
Системы слежения
Лидары
Системы навигации (напр. Лазерный гироскоп)
Проецирование изображений на сетчатку;

Слайд 58

В заключение… В наши дни невозможно представить себе жизнь человечества без

В заключение…

В наши дни невозможно представить себе жизнь человечества без лазеров.

Лазерные технологии настолько глубоко проникли в различные сферы жизни, что обойтись без них уже, видимо, не удастся. Лазеры нашли применение в самых различных областях — от коррекции зрения до управления транспортными средствами, от космических полётов до термоядерного синтеза. Лазер стал одним из самых значимых изобретений XX века.
Слайд 59

Спасибо за внимание!

Спасибо за внимание!