Строение атома. Атомные явления.

1. Испускание лучистых энергий раскаленными телами называются тепловым излучением.
2. Инфракрасное излучение излучается атомами и молекулами.

Инфракрасное излучение дают все тела при любой температуре.

1. Тела, нагретые до очень высоких температур, испускают невидимое ультрафиолетовое излучение.

Излучаются всеми твердыми телами, у которых t>1ООО⁰С, а также светящимися парами ртути.

1. Тела, которые полностью поглощают энергию излучений волн, любой длины, называются абсолютно черными телами.

Закон Стефана – Больцмана: полная лучеиспускательная способность абсолютно черного тела прямо пропорциональна его абсолютной температуре в четвертой степени: Е_т =  ·T⁴ (Дж).

Е_т - энергия электромагнитных излучений, испускающихся из единицы поверхности абсолютно черного тела за единицу времени при данной температуре по всем частотам (ν) или длинам волн (λ).

Т- температура тела по Кельвину.

- постоянная Стефана – Больцмана; = 5,672^. 10^-8 Вт/м² К⁴ .

Одна минимальная порция энергии, испускаемая или поглощаемая телом, называется квантом или фотоном.

Формула Макса Планка

Е₀ – самая малая доля энергии, т.е. энергия одного кванта (Дж).

ν – частота излучения (Гц)

h - постоянная Планка (h = 6,62х10^-34 Дж · с)

Энергия фотона: Е = h · ν (Дж)

Импульс фотона: p=m · c=  =  =   

Формула Эйнштейна: h · ν =A_вых + – Энергия фотона расходуется на вырывание электрона с поверхности вещества и сообщение ему кинетической энергии.

Работу, совершаемую для вырывания электрона с поверхности металла, называют работой выхода электрона. , где v _min – красная граница фото эффекта или минимальная частота,  ( – максимальная длина волны для фотоэффекта).

Фотон – элементарная частица с нулевой массой покоя. Скорость фотона равна 3^.10⁸ м/с.

Фотоэффектом называется явление вырывания электронов с поверхности твердых и жидких тел под действием излучений.

Пример решения задачи.

1. Определить максимальную кинетическую энергию фотоэлектрона калия при его освещении лучами длинной волны 4 * 10^{-7 м}, если работа выхода электрона у калия 3,62 * 10^-19 Дж.

Решение: h ν=A_вых + = А_вых + Е_к Е_к = h ν - А_вых.

Так как ,то Е_к= h  - А_вых; Е_к = 6,62*10^-34Дж*с. - 3,62*10^-19 Дж

                                                                        

= 1,345*10^-19 Дж.                                               Ответ: 1,345*10^-19Дж.

Лучи, возникающие при большом торможении быстрых электронов, называют рентгеновскими лучами. Они обладают большой проникающей способностью и используются в медицине, а также для исследования структуры кристаллов и сложных органических молекул.

В основе действия ускорителей лежит работа электрического поля А над заряженной частицей А=е U=

U – напряжение (В)

_е – скорость электрона (м/с)

m_е – масса электрона (кг)

е – заряд электрона (Кл)

Радиоактивность – самопроизвольное превращение ядер одного химического элемента в ядра других химических элементов.

Излучение радиоактивных элементов в электрическом или магнитном полях распадаются на 3 вида:

а,  β,  γ – лучи.

γ-лучи –поток коротковолновых электромагнитных излучений (). В магнитном и электрическом полях не меняет своего начального направления. Проникающая способность самая большая. Оказывает сильное биологическое воздействие. 

β-лучи –поток электронов (), движущихся со скоростями, близкими к скорости света. В электрическом или магнитном поле сильно отклоняется. Заряжен отрицательно.

α - лучи – поток ядер атомов гелия () несут положительный заряд, равный по абсолютному значению удвоенному заряду электрона (+2е). В магнитном поле слабо отклоняется. Проникающая способность ниже, чем у β – частиц.

Процесс самопроизвольного испускания α, β, γ–лучей ядрами радиоактивных элементов называется радиоактивностью, а сами лучи – радиоактивными излучениями.

Планетарную модель атома предложил Резерфорд. В центре атома расположено положительно заряженное ядро, вокруг вращаются отрицательно заряженные электроны. Атом – нейтральная система частиц. Количество положительных протонов в ядре и отрицательных электронов равно. Если атом теряет электрон, то образуется «+» ион, если атом приобретает электрон, то образуется «–» ион.

           Атомное ядро состоит из положительно заряженных частиц – протонов, а также из нейтронов - заряд которого равен нулю. Количество протонов равно порядковому номеру элемента в таблице Менделеева. А = Ζ+N, А – массовое число (атомная масса), Z – число протонов, N – число нейтронов.

           Спектр – разноцветные составляющие разложенного светового излучения, представленные в виде полос или отдельных линий. Существуют непрерывные, линейчатые и полосатые спектры излучения и столько же видов спектров поглощения.

 Непрерывные или сплошные спектры дают тела, находящиеся в твёрдом или жидком состоянии, а также сильно сжатые газы.

Линейчатые спектры дают все вещества в газообразном атомарном состоянии. Линейчатый спектр частокол цветных линий различной яркости, разделённых широкими тёмными полосы.

Полосатые спектры создаются не атомами, а молекулами газа, не связанными или слабо связанными друг с другом. Полосатые спектры состоят из отдельных цветных полос, разделённых темными промежутками.

Газ поглощает наиболее интенсивно свет как раз тех длин волн, которые он испускает в сильно нагретом состоянии. Тёмные линии на фоне непрерывного спектра – это линии поглощения, образующие в совокупности спектр поглощения.

I постулат Бора. Атом может находиться в особых стационарных состояниях. Находясь в этих состояниях, он не излучает и не поглощает электромагнитные волны.

II постулат Бора. При переходе атома из одного стационарного состояния с энергией Е_n в другое с энергией Е_к испускается или поглощается один квант энергии. hν = Е_п - Е_к

ПРИМЕР: Каков состав ядра Серебра ()

Решение:

А = Z + N N = А-Z. Z= 47 протонов N = 107-47 = 60 нейтронов.

Ответ: 47 протонов, 60 нейтронов.