7. Свідчення про складну будову атома. Електрон, його властивості. Планетарна модель атома Резерфорда

Томсон відкрив електрон і за відхиленням пучка катодних променів у електричному та магнітному полях знайшов відношеня заряду електрона до його маси. Складність внутрішньої будови атомів підтверджував характер природнього радіоактивного розпаду. Виявилося, що α-промені проходять крізь пластинки практично без відхилень, незважаючи на кілька тисяч шарів важких атомів металу на їхньому шляху. Лише для небагатьох α-частинок спостерігалися відхилення від початкової траєкторії або навіть відскоки. З цього було зроблено висновок , зщо практично вся маса атома зосереджена в дуже малому об*ємі, названому ядром, а основниий об*єм атома заповнений легкими частинками – електронами, які не можуть змінити траєкторію набагато більш важкої α-частинки. Ядро має позитивний заряд. Рух електрона навкруг ядра уявлявся аналогічним руху планет навколо Сонця. Тому запропоновану модель будови атома назвали планетарною.

8. Атомні спектри. Модель атома по Бору. Пояснення атомних спектрів водню та гідрогеноподібних атомів з позицій моделі Бора

Бор висунув положення про те, що енергія випромінюється не суцільним потоком, а певними порціями (квантами). Енергія кванта залежить від частоти коливань v: E=h*v, де h – стала Планка, яка дорівнює 6,63*10^-34Дж*с, а v змінюється в широких межах, в залежності від чого змінюється енергія випромінювання. Кожній лінії в спектрі атома Гідрогену відповідають кванти з певною довжиною хвилі λ, а отже, і з певною енергією: Е=ⱨv=ⱨ*с/λ, де с – швидкість світла. Постулати Бора: 1) електрон в атомі не випромінює енергію, якщо рухається особливими або квантовими орбітами, на яких його момент кількості руху mvr дорівнює n*h/2π, де п – номер орбіти. 2) перехід електрона з більш віддаленої на ближчу до ядра орбіту атома супроводжується випромінюванням кванта, енергія якого дорівнює різниці енергій електрона на цих орбітах: hv=E₂-E₁.

9. Корпускулярно-хвильовий дуалізм матерії. Рівняння Де-Бройля. Хвильові властивості електрона.

Двоїсту корпускулярно-хвильову природу спочатку було встановлено для світла. Явище інтерференції та дифракції пов*язані з хвильовими властивостями світла, а явища фотоефекту і світлового тиску із його корпускулярною природою. Енергію кванта можна визначити як за рівнянням Планка (Е=hv), так і за рівнянням Ейштейна ( E=mc² ), тобто hv=mc² . Оскільки v=c/λ, то h*c/λ=mc², звідки λ=h/mc. Якщо відома довжина хвилі, за допомогою цього рівняння легко розрахувати масу кванта. Бройль припустив, що двоїста корпускулярно-хвильова природа властива всім матеріальним частинкам, тобто будь-якій частинці з масою m і швидкістю руху v відповідає хвильовий процес, довжина хвилі якого визначається співвідношенням: λ=h/mv.

Розподіл імовірностей перебування електрона в навколо ядерному просторі зображають у вигляді електронної хмари, густина якої в різних ділянках пропорційна ймовірностей перебування електрона. Електронна хмарка в принципі нескінченна, але можна виділити таку її частину, всередині якої перебування електрона найбільш імовірне. Цю область називають орбіта ллю.