• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Model atomu Bohra



    Podstrony: [1] 2 [3] [4]
    Przeczytaj także...
    Encyklopedia PWN – encyklopedia internetowa, oferowana – bezpłatnie i bez konieczności uprzedniej rejestracji – przez Wydawnictwo Naukowe PWN. Encyklopedia zawiera około 122 tysiące haseł i 5 tysięcy ilustracji.Nagroda Nobla w dziedzinie fizyki, to uznawane za najbardziej prestiżowe wyróżnienie za wybitne osiągnięcia naukowe. Przyznawana jest ona od 1901 roku przez Fundację Noblowską.
    Kwantowanie promieni orbit oraz energii[ | edytuj kod]

    Z postulatu kwantowania momentu pędu wynika, iż promienie orbit oraz energia są skwantowane, tj. mogą przyjmować tylko dyskretne wartości.

    Aby to pokazać zauważmy, że pierwsze równanie implikuje zależność prędkości od promienia

    Wstawiając tę zależność do wzoru na kwantowanie momentu pędu otrzyma się równanie zależne tylko od stąd dostaje się dozwolone promienie orbit

    Równanie Pauliego – zaproponowane przez Wolfganga Pauliego uogólnienie równania Schrödingera na przypadek cząstki o spinie 1/2. Polega na dodaniu do hamiltonianu dodatkowej energii potencjalnej oddziaływania magnetycznego spinowego momentu dipolowego z polem magnetycznym:Atom – podstawowy składnik materii. Składa się z małego dodatnio naładowanego jądra o dużej gęstości i otaczającej go chmury elektronowej o ujemnym ładunku elektrycznym.

    Widać, że promienie orbit rosną proporcjonalnie do kwadratu numeru orbity.

    Promieniowanie rentgenowskie (promieniowanie rtg, promieniowanie X, promienie X) – rodzaj promieniowania elektromagnetycznego, które jest generowane podczas wyhamowywania elektronów. Długość fali mieści się w zakresie od 10 pm do 10 nm. Zakres promieniowania rentgenowskiego znajduje się pomiędzy nadfioletem i promieniowaniem gamma.Ad hoc (łac.: do tego) - łaciński zwrot występujący w sformułowaniu: działanie ad hoc. Działanie ad hoc oznacza działanie podejmowane doraźnie, dla zrealizowania określonego celu, tymczasowo.

    Najmniejsza możliwa wartość promienia orbity w atomie wodoru () jest nazywana promieniem Bohra i wynosi

    Dowolny promień orbity można więc wyrazić w zależności od liczby kwantowej oraz

    Mechanika kwantowa (teoria kwantów) – teoria praw ruchu obiektów świata mikroskopowego. Poszerza zakres mechaniki na odległości czasoprzestrzenne i energie, dla których przewidywania mechaniki klasycznej nie sprawdzały się. Opisuje przede wszystkim obiekty o bardzo małych masach i rozmiarach - np. atom, cząstki elementarne itp. Jej granicą dla średnich rozmiarów lub średnich energii czy pędów jest mechanika klasyczna.Emisja promieniowania to wysyłanie przez wzbudzony układ fizyczny (np. atom, jądro atomowe, ciało makroskopowe) energii w postaci promieniowania zarówno fal (np. światła, fal radiowych, dźwięku), jak i korpuskularnego (np. elektronów, cząstek α, fotonów).

    Ponieważ energia zależy

    Wiązanie chemiczne według klasycznej definicji to każde trwałe połączenie dwóch atomów. Wiązania chemiczne powstają na skutek uwspólnienia dwóch lub większej liczby elektronów pochodzących bądź z jednego, bądź z obu łączących się atomów lub przeskoku jednego lub większej liczby elektronów z jednego atomu na drugi i utworzenia w wyniku tego tzw. pary jonowej.Niels Henrik David Bohr (ur. 7 października 1885 w Kopenhadze, zm. 18 listopada 1962 tamże) – duński fizyk, laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki w 1922 za opracowanie badania struktury atomu.

    więc ostatecznie otrzymamy, iż energia -tego poziomu jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu liczby kwantowej oraz energii

    Wodór (H, łac. hydrogenium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 1, niemetal z bloku s układu okresowego. Jego izotop, prot, jest najprostszym możliwym atomem, zbudowanym z jednego protonu i jednego elektronu.Przesunięcie Lamba – niewielka rozbieżność między obserwowanymi doświadczalnie poziomami energetycznymi atomów wodoru a przewidywaniami równania Diraca, odkryta w 1947-1952 przez Willisa Lamba i jego studenta Roberta C. Retherforda.

    gdzie – energia stanu podstawowego atomu

    Siła dośrodkowa - w fizyce siła powodująca zakrzywianie toru ruchu ciała, skierowana wzdłuż normalnej (prostopadle) do toru, w stronę środka jego krzywizny. Wartość siły określa wzór:Ernest Rutherford, 1. Baron Rutherford of Nelson (ur. 30 sierpnia 1871 w Brightwater, zm. 19 października 1937 w Cambridge) – chemik i fizyk z Nowej Zelandii. Jako pierwszy potwierdził istnienie jądra atomowego.

    Podsumowanie[ | edytuj kod]

    Z postulatu (P3) o kwantowaniu momentu pędu wynika, że promienie orbit elektronu oraz energie elektronu w atomie są również skwantowane. Promienie te, w szczególności promień atomu wodoru w stanie podstawowym (tzw. promień atomu Bohra) oraz energie można wyznaczyć zakładając, iż elektron podlega prawu klasycznego oddziaływania elektrycznego klasycznego (postulaty (P1) oraz (P2)).

    Energia gr. ενεργεια (energeia) – skalarna wielkość fizyczna charakteryzująca stan układu fizycznego (materii) jako jego zdolność do wykonania pracy.Kwark – cząstka elementarna, fermion mający ładunek koloru (czyli podlegający oddziaływaniom silnym). Według obecnej wiedzy cząstki elementarne będące składnikami materii można podzielić na dwie grupy. Pierwszą grupę stanowią kwarki, drugą grupą są leptony. Każda z tych grup zawiera po sześć cząstek oraz ich antycząstki, istnieje więc sześć rodzajów kwarków oraz sześć rodzajów antykwarków.

    Postulat kwantowy (P4) o promieniowaniu atomu zakłada, że elektron krążąc po określonej orbicie nie emituje promieniowania, wbrew prawu promieniowania klasycznej elektrodynamiki (głoszącemu, iż cząstka naładowana krążąc po orbicie powinna emitować promieniowanie elektromagnetyczne i tracić energię), ale promieniowanie jest emitowane tylko wówczas, gdy elektron zmienia orbitę. Zgodnie z elektrodynamiką klasyczną elektron poruszając się ruchem niejednostajnym wokół jadra powinien promieniować energię w postaci fali elektromagnetycznej, w wyniku czego musiałby „spaść” na jądro już po czasie rzędu 10 sekundy i atom przestałby istnieć.

    Spin – moment własny pędu cząstki w układzie, w którym nie wykonuje ruchu postępowego. Własny oznacza tu taki, który nie wynika z ruchu danej cząstki względem innych cząstek, lecz tylko z samej natury tej cząstki. Każdy rodzaj cząstek elementarnych ma odpowiedni dla siebie spin. Cząstki będące konglomeratami cząstek elementarnych (np. jądra atomów) mają również swój spin będący sumą wektorową spinów wchodzących w skład jego cząstek elementarnych.Liczba atomowa (Z) – liczba określająca, ile protonów znajduje się w jądrze danego atomu. Jest równa liczbie elektronów niezjonizowanego atomu. W symbolicznym zapisie jądra izotopu umieszczana jest w lewym dolnym indeksie:

    Model Bohra, jakkolwiek będący sztucznym połączeniem mechaniki klasycznej i nowych postulatów kwantowych, daje prawidłowe wyniki dotyczące wartości energii elektronu w atomie wodoru oraz długości fal emitowanych przez wodór (linie widmowe wodoru). Jest też poprawny w odniesieniu do tzw. atomów wodoropodobnych, tj. atomów zjonizowanych tak, że posiadają tylko jeden elektron.

    Pole elektryczne – stan przestrzeni otaczającej ładunki elektryczne lub zmienne pole magnetyczne. W polu elektrycznym na ładunek elektryczny działa siła elektrostatyczna.Pozytonium (pozyt, pozytronium, symbol Ps) – quasi-stabilny układ złożony z elektronu e i jego antycząstki – pozytonu e. Orbity obu cząstek i dostępne poziomy energetyczne są podobne jak dla atomu wodoru (czyli elektronu i protonu). Jednak ze względu na mniejszą masę zredukowaną, częstotliwości odpowiadające liniom widmowym są ponad dwa razy niższe niż w przypadku wodoru.

    Mimo ogromnego sukcesu modelu, za który Bohr otrzymał w 1922 r. nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki, model ten pozostawiał wiele nie rozwiązanych problemów. M.in. nie dało się go zaadaptować do opisu atomów posiadających więcej niż dwa elektrony. Nie można też było za jego pomocą stworzyć zgodnej ze faktami eksperymentalnymi teorii wiązań chemicznych. Także wielkim problemem był fakt, iż model łączył w sobie sprzeczne idee, tj. zakładał postulaty kwantowe sprzeczne z prawami klasycznej elektrodynamiki, mimo iż częściowo na nich opierał się.

    Atomy rydbergowskie są to atomy, w których przynajmniej jeden elektron został wzbudzony do bardzo wysokich poziomów energetycznych. Nazwę swą wzięły od Johannesa Rydberga, szwedzkiego fizyka, który zajmował się m.in. badaniem emisji fotonów przy przejściach elektronowych między poziomami energetycznymi.Emisja to ogólnie działanie polegające na przenoszeniu jakiegoś elementu układu do jego otoczenia. Czasem może się wydawać, że emisja polega na tworzeniu czegoś przez układ.

    Zastąpienie modelu Bohra przez modele kwantowe[ | edytuj kod]

    Kolejne, lepsze modele atomu wodoru oraz atomów wieloelektronowych zostały dostarczone przez mechanikę kwantową (równanie Schrödingera 1926 r., równanie Pauliego 1927 r., równanie Diraca 1928 r.) oraz elektrodynamikę kwantową. Modele te pozwalały z coraz lepszą precyzją obliczać długości linii widmowych atomów i cząsteczek odpowiadającą coraz bardziej precyzyjnym pomiarom (np. pomiar przesunięcia Lamba) czy obliczać moment magnetyczny elektronu. Dzięki temu wytłumaczono też spin elektronu i wiązania chemiczne.

    Fizyka jądrowa – dział fizyki zajmujący się badaniem budowy i przemian jądra atomowego. Zajmuje się badaniami doświadczalnymi, teoretycznymi oraz zastosowaniem techniki jądrowej.Energia potencjalna – energia jaką ma układ ciał umieszczony w polu sił zachowawczych, wynikająca z rozmieszczenia tych ciał. Równa jest pracy, jaką trzeba wykonać, aby uzyskać daną konfigurację ciał, wychodząc od innego rozmieszczenia, dla którego umownie przyjmuje się jej wartość równą zero. Konfigurację odniesienia dla danego układu fizycznego dobiera się zazwyczaj w ten sposób, aby układ miał w tej konfiguracji minimum energii potencjalnej. Podobnie jak pracę, energię potencjalną mierzy się w dżulach [J].

    Zagadnienie opisu atomu wodoru w ramach mechaniki kwantowej omówiono w artykule Operator Hamiltona - rozdział Hamiltonian elektronu w polu centralnym – zagadnienie atomu wodoru

    Podstrony: [1] 2 [3] [4]



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Philosophical Magazine – czasopismo naukowe, jedno z najstarszych na świecie. Zostało założone w 1798 r. w Londynie przez Richarda Taylora i od tego czasu w sposób nieprzerwany wydawane przez Taylor & Francis. Publikowali w nim swoje artykuły tak wybitni uczeni, jak M. Faraday, J.P. Joule, J.C. Maxwell, J.J. Thomson, J.S. Rayleigh, E. Rutherford, N. Bohr czy L. de Broglie. Rozwój nauki w ciągu ostatnich 200 lat może być w dużym stopniu śledzony przez studiowanie artykułów tam zamieszczonych. Jest to czasopismo recenzowane.
    Planeta (późnołac. planeta, od gr. πλανήτ- planét-, πλανής planés, nowogr. πλανήτης planétes; dosł. „wędrowiec” od πλανάσθαι planásthai, wędrować) – zgodnie z definicją Międzynarodowej Unii Astronomicznej – obiekt astronomiczny okrążający gwiazdę lub pozostałości gwiezdne, w którego wnętrzu nie zachodzą reakcje termojądrowe, wystarczająco duży, aby uzyskać prawie kulisty kształt oraz osiągnąć dominację w przestrzeni wokół swojej orbity. W odróżnieniu od gwiazd, świecących światłem własnym, planety świecą światłem odbitym.
    Helu – prawdopodobnie władca elamicki, współczesny królom akadyjskim Rimuszowi i Manisztusu, następca Hiszep-ratepa. Jako najwyższy król rządził państwem z Awan. Po jego śmierci panowanie nad Elamem objął Hita.
    Model fizyczny − abstrakcyjny twór odzwierciedlający w uproszczeniu układ rzeczywisty. Jednocześnie model fizyczny zachowuje najbardziej istotne cechy układu rzeczywistego.
    Prawo Coulomba – jedno z podstawowych praw fizyki, opisujące siłę oddziaływania elektrostatycznego ładunków elektrycznych. Zostało opublikowane w 1785 przez francuskiego fizyka Charlesa Coulomba.
    Stała Plancka (oznaczana przez h) jest jedną z podstawowych stałych fizycznych. Ma wymiar działania, pojawia się w większości równań mechaniki kwantowej.
    Promień atomu Bohra to teoretycznie obliczony, (na podstawie modelu kwantowego atomu zaproponowanego przez Nielsa Bohra) promień orbity, na której znajduje się elektron na pojedynczym atomie wodoru, w stanie podstawowym, w całkowitej próżni. Promień ten wynosi 0,529 177 210 92(17) · 10 m. Powłoce tej odpowiada energia elektronu o wartości ok. -13,6 eV (energia stanu podstawowego atomu wodoru).

    Reklama

    Czas generowania strony: 1.43 sek.