«атом және атом ядросының физикасы» ПӘнінен зертханалық ЖҰмыстарды орындауға арналған оқУ-Әдістемелік қҰрал
жүктеу/скачать 1,78 Mb.
|
Косжанова А.Г. Атом және атом ядросының физикасы пәнінен зертханалық жұмыстарды орындауға арналған оқу-әдістемелік құрал
- Бұл бет үшін навигация:
- Құрал-жабдықтар
| Жұмыстың орындалу тəртібі
1 тапсырма. Алтын атомының ядросын α-бөлшектерімен сəулелендіріңіз. Нысаналық қашықтықты d өзгерте отырып, шашырау бұрышын θ 10 мəн үшін анықтаңыз (1.4 сурет). Кесте құрастырып, оны толтырыңыз. -ның d-дан тəуелді графигін тұрғызыңыз. Мұны α-бөлшектің үш жылдамдығы үшін қайталап жасаңыз. Қорытынды: 2 тапсырма. d нысаналық қашықтықтың берілген үш мəнінде жылдамдықты өзгерте отырып, сəулелендіріңіз. тəуелділік графигін тұрғызыңыз. Қорытынды: 3 тапсырма. d мəндерінде α-бөлшектің шашырауы бойынша демонстрациялық эксперимент жүргізіңіз жəне шашырау бұрышының үш мəні шегінде шашыраған α-бөлшектер санын Δn есептеңіз (1.5-сурет). жылдамдықтың берілген үш мəні үшін қатысты табыңыз. БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ 1. d нысаналық қашықтықтан шашырау бұрышының тəуелділігін теориялық түрде алыңыз. 2. Бір ядрода α-бөлшектің шашырауы үшін Резерфорд формуласын қорытыңыз. Зертханалық жұмыс №2 (виртуалды) СУТЕГІ АТОМЫНЫҢ СПЕКТРІНДЕ ТОЛҚЫНДАРДЫҢ ҰЗЫНДЫҒЫН ЖƏНЕ РИДБЕРГ ТҰРАҚТЫСЫН АНЫҚТАУ Жұмыстың мақсаты: Бор теориясын тəжірибе жасап тексеру. Құрал-жабдықтар: Компьютер, бағдарлама (бастапқы берілгендер: сутегі атомы). Жұмыстың қысқаша теориясы Шыны түтіктегі төменгі қысымдағы бір атомды газ арқылы (Н) электр тогын өткізген кезде газ атомдары электромагниттік толқындар, яғни жарық сəулелерін шығарады. Егер шыққан сəулелерді спектроскоп арқылы қарайтын болсақ, жарық сəулесі түрлі-түсті спектрлік сызықтар түрінде көрінеді. Бұл сызықтарды 1885 ж. швейцар ғалымы И. Бальмер ашқан, сондықтан оларды Бальмер сериясы деп атайды. Олардың төртеуі көрінетін аймақта, ал қалғандары спектрдің көрінбейтін ультракүлгін аймағында орналасқан. Небəрі Бальмер сериясында елуге жуық сызықтар бар. Бальмер сутегі атомының шығаратын спектрінің толқын ұзындықтарын келесі формула бойынша есептеуге болатынын тапты: (1) мұнда – сутегі спектрлері үшін тұрақты шама – Ридберг тұрақтысы. Ридберг сериялы формулаларды бір жүйеге келтіріп, барлық сериялар үшін біріккен формула шығарды: (2) м ұндағы – бірден басталған бүтін сандар қатарын түзеді, ал сол қатардағы +1-ден басталған мəндерге тең. 1913 ж. Дания ғалымы Н. Бор классикалық физиканың теориясынан бөлек атом теориясын ұсынды. Ол Резерфорд атом моделі мен атомның спектр шығару жəне жұту процестерін (2.1-сурет) біріктіретін идеяны алды. Бор тұжырымы бойынша классикалық электродинамика заңдылықтарын атом ішіндегі процестерге қолдануға болмайды. Атом ішіндегі процестер Планктің кванттық теориясының заңдылықтарына бағынуға тиіс. Бор атом ішіндегі электронның қозғалу заңдылықтарын көрсету үшін классикалық физиканың ұғымдарын толықтырды. Ол мынандай үш постулат ұсынды: 1. Электрон ядроны айнала қозғалғанда, ол кез келген орбитаның бойымен қозғалмай, тек белгілі орбита бойымен қозғалады. Оны стационар орбита деп атайды. Əрбір стационар орбитаға тəн энергияның мəндері ( ...) болады. Стационар орбитамен қозғалып жүрген электрон жарық шығармайды жəне де жарық жұтпайды. Бұл стационар күйлердің постулаты деп аталады. 2. Электрон бір стационар орбитадан екінші стационар орбитаға өткенде квант энергия шығарады немесе жұтады: Бұл постулат жиіліктер ережесі деп аталады. 3. Мына шарт (3) орындалғанда электрондардың дөңгелек траекториялары стационар орбиталарға сəйкес келеді, мұндағы жəне υ — электронның массасы мен жылдамдығы, ħ – Планк тұрақтысы. Бұл постулат орбиталарды кванттау ережесі деп аталады. Сөйтіп, Бор бірінші болып атом теориясында кванттар идеясын ұсынды. Яғни атом энергияны үздіксіз шығара бермейді. Aтом энергияны үздік-үздік (квант түрінде) шығарады немесе жұтады. Сутегі атомында ядроны тек бір ғана электрон айналып жүреді. Сутегі атомының ядросын (протон) қозғалмайды деп ұйғарып, электронның қозғалу орбитасын дөңгелек деп алайық. Сонда электрондарды орбитада ұстап тұратын центрге тартқыш күш электрон мен протонның арасындағы кулон күшіне тең болады: , ал 2 , екенін еске алсақ: (4) осыдан (5) Атомның толық энергиясы электронның кинетикалық энергиясымен электронның ядромен өзара əсерлесу энергиясынан тұрады (6) (4) ескеріп, мынаны аламыз (7) Бұл жағдайда шығарылатын квант мынадай энергияға ие болады (8) Фотон (квант) энергиясы болғандықтан, онда (9) (3) жəне (4) ескеріп, сутегі үшін онда (10) (9) радиустың мəнін қойып, сутегі атомының шығаратын толқын ұзындығы үшін формуланы аламыз (11) const мəнін қойып, Бальмер формуласын аламыз (11) Осылай, Бор теориясы электронның квант саны орбитадан квант саны орбитаға өткенде спектрдің пайда болуын түсіндіреді. ЖҰМЫСТЫҢ ОРЫНДАЛУ ТƏРТІБІ 1 тапсырма. Сутегі атомының спектрін алу. С утегі атомындағы электронды 4-ші орбитадан 1-ші орбитаға ауыстырып, толқын ұзындығын анықтаңыз λ. 4-2, 4-3 ауыстырулар үшін жасаңыз. Сосын 3-тен 2-ге жəне 1-ге; 2-ден 1-ге ауысулар үшін де жасаңыз (2.2–сурет). λ үшін берілген мəндер бойынша Бальмердің біріктірілген формуласынан Ридберг тұрақтысын есептеп шығарыңыз. Қорытынды: 2 тапсырма. Барлық ауысулар үшін фотондар шығаратын энергияны жəне h Планк тұрақтысын анықтаңыз. Қорытынды: БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ 1. Бор постулаттарынан шығатын ережелер. 2. Бор теориясынан сериялар үшін біріккен формуланы шығарыңыз. 3. Фотонның энергиясын қалай анықтаймыз? жүктеу/скачать 1,78 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|