Квантові властивості атома. Квантові постулати М.Бора.

Квантові властивості атома. Квантові постулати М. Бора. Розробила вчитель Летичівського ліцею №2 Бондарчук К. Д.

Мета уроку: дати учням уявлення про будову атома. Познайомити їх із планетарною моделлю атома за Резерфордом та пояснення квантовими постулатами Н. Бора труднощів планетарної моделі Резерфорда.сформувати уявлення про будову атома, навчитись розглядати будову атомів у таблиці «Періодична система хімічних елементів Менделєєва», навчитись відрізняти один від одного атоми різних хімічних елементів.виховувати вміння аналізувати, узагальнювати одержані знання, сприяти становленню особистості учня, його інтелектуальному і духовному розвитку, розвивати уяву, творче мислення; виховувати працелюбність та наполегливість. Обладнання: презентація, підручники, таблиця «Періодична система хімічних елементів Менделєєва», картки –завдання. Тип уроку: Урок вивчення нового матеріалу. Базові поняття: атом, модель Томсона, планетарна модель атома модель, іон, постулати.

АТОМІ. Організаційний моментІІ. Актуалізація опорних знань. Етапи формування моделі атома зручно переглянути через симуляцію «Модель атома»: https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?s=atom_modely&l=ua. Від абстрактного мислення до наукового експерименту і від нього до практики – такий шлях розвитку науки. Мирний атом 26 квітня 1986 р. з усією го­стротою поставив питання про відповідальність учених, про такі поняття, як совість, людяність, про те, чи має­мо ми право заради сьогоднішніх ілюзій ризикувати здоров'ям і життям майбутніх поколінь. Атом — голов­ний об'єкт нашого уроку. Але, перш ніж перейти безпо­середньо до вивчення теми, пригадаємо, що ж ми про знаємо про це поняття. Фронтальне опитування — метод «Асоціативний кущ» НЕЙТРАЛЬНИЙ ЕЛЕКТРОНИ МАЛИЙ

Томсон1856 — 1940 рр. ЕЛЕКТРОНПозитивний заряд«Пудінг з родзинками »+++++++

РЕЗЕРФОРД1871 — 1937 рр1910 — 1911 рр. Вивчення нового матеріалу «Дослід Резерфорда. Постулати Бора. Енергетичні рівні атома»Опрацьовуємо очно або дистанційно параграф §36 «Дослід Е. Резерфорда. Постулати Н. Бора. Енергетичні рівні атома» за підручником «Фізика 11 клас, В. Г. Бар’яхтар, С. О. Довгий» та записуємо головне. При дистанційному навчанні, вивчення нової теми варто почати з узагальнюючого відео: https://youtu.be/5evt. Vh. Qd. UUg

Розсіювання α-частинки в атомі Томсона і в атомі РезерфордаαАтом Резерфорда ат м омсонаα Більшість альфа - частинок відхиляються від прямолінійного шляху на кути не більше 1 - 202. Невелика частина альфа - частинок відчувала відхилення на значно більші кути3. У середньому одна з 8000 альфа-частинок розсіюється в напрямку, зворотному початкового руху

ЯДРОелектронипротонинейтрони. Планетарна модель атома1. - ядро2. - альфа-частинки

Планетарної моделі атома суперечить Закону класичної електродинаміки - електрон повинен був безупинно випромінювати електромагнітні хвилі. Такий АТОМ НЕ МОЖЕ ІСНУВАТИ !!!

Моделі атомів водню Водень (H) Дейтерій (D) Тритій (T) Атоми одного елемента, який мають однакове число протонів, але різне число нейтронів, називаються ізотопами.   Хімічні властивості таких атомів однакові, але вони різні за деякими фізичними властивостями. У 1961 році ізотоп 12 С був обраний як міжнародний стандарт атомної маси.

У 1885 році швейцарський фізик І. Бальмер довів, що всі частоти видимої частини спектра випромінювання атома Гідрогену можуть бути обчислені за дуже простою формулою (серія Бальмера):𝛎=𝑹𝟏𝟐𝟐−𝟏𝒎𝟐,де R — величина стала, а m =3, 4, 5, ..., Пізніше, 1900 року, англійським фізиком Лайманом була відкрита серія ліній в ультрафіолетовій частині спектра Гідрогену (серія Лаймана): 𝛎=𝑹𝟏𝟏𝟐−𝟏𝒎𝟐 

У 1908 році німецьким фізиком Пашеном була відкрита серія ліній в інфрачервоній частіші спектра Гідрогену (серія Пашена):                          𝛎=𝑹𝟏𝟑𝟐−𝟏𝒎𝟐 Отже, частоту будь-якої лінії в спектрі атома Гідрогену можна подати у вигляді:                          𝛎=𝑹𝟏𝒏𝟐−𝟏𝒎𝟐Із цієї формули видно, що в спектральних закономірностях особливо важливу роль відіграють цілі числа т і п, так звані головні квантові числа. Пояснити лінійчастий спектр випромінювання атомів Гідрогену вдалося лише після створення 1913 року Н. Бором квантової теорії будови атома Гідрогену. 

В основі теорії Бора лежать такі положення: У стійкому атомі електрон може рухатися лише по особливих, стаціонарних орбітах, не випромінюючи при цьому електромагнітної енергії;Атом може, переходити л одного стаціонарного стану до іншого. Під час переходу атома зі стаціонарного стану з більшою енергією до стану з меншою енергією атом випромінює квант енергії, якому відповідає частота𝝂𝟐−𝟏=𝑬𝟐−𝑬𝟏𝒉У стаціонарному стані атома електрон, рухаючись по коловій орбіті, повинен мати дискретні, квантові значення моменту імпульсу𝐦𝒗я𝒓я=𝒉𝟐𝝅𝐧𝐡, n=1.2.3 — номер орбіти; r— радіус орбіти: 𝒓𝟏 :𝒓𝟐 :𝒓𝟑=𝒏𝟏𝟐:𝒏𝟐𝟐:𝒏𝟑𝟐 

Перегляньте другу симуляцію, для кращого розуміння поданих постулатів Бора: https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?s=atom_vodik&l=ua

Спектральний аналізметод визначення хімічного складу речовини за його спектром.лінійчасті спектри різних елементів мають неповторну індивідуальність.

Види спектрального аналізу. Якісний - метод визначення хімічного складу речовин, заснований на дослідженні їх спектрів випромінювання і поглинання.

Кількісний метод визначення кількості хімічних речовин, заснований на дослідженні їх спектрів спектров випромінювання і поглинання.

Застосування спектрального аналізу. В астрономії: визначення хімічного складу зірок,, газових хмар та ін. Для відкриття нових хімічних речовин (рубідій, цезій, гелій та ін.)Для контролю складу речовин в металургії, машинобудуванні, атомній індустрії. В криміналістиці.

Спектральні апарати. Для одержання та дослідження спектрів використовують спектральні апарати. Найбільш прості спектральні прилади — призма та дифракційна решітка. Більш точні — спектроскоп і спектрограф.

Спектри випромінювання. Суцільний (неперервний) спектр. Лінійчастий (атомний) спектр. Молекулярний (смугастий) спектр

Неперервний спектр. Дають тіла, що знаходяться в твердому або рідкому стані, стиснуті гази, високотемпературна плазма. Для цього тіло потрібно нагріти до високої температури.

Лінійчастий спектр. Речовина випромінює світло певних довжин хвиль. Дають речовини в газоподібному атомарному стані. Використовують світіння парів у полум'ї або світіння газового розряду в трубці, наповненій досліджуваним газом.

Смуговий спектр. Утворюються не атомами, а молекулами, не зв'язаними або слабо зв'язаними одна з одною. Використовують світіння парів у полум'ї або світіння газового розряду в трубці, наповненій досліджуваним газом.

У 1860 році німецькі вчені Г. Кірхгоф і Р. Бунзен, вивчаючи спектри металів, встановили такі факти:1)кожний метал має свій спектр;2)спектр кожного металу суворо постійний;3)введення в полум'я пальника будь-якої солі одного й того самого металу завжди приводить до появи однакового спектра;4)у разі внесення в полум'я суміші солей декількох металів у спектрі одночасно з'являються всі їхні лінії;5)яскравість спектральних ліній залежить від концентрації елемента в даній речовині.

Корпускулярно-хвильовий дуалізм — універсальна властивість матеріальних об’єктів, яка полягає в тому, що в поведінці того самого об’єкта можуть виявлятись і корпускулярні, і хвильові риси. Кожній рухомій частинці відповідає певна хвиля — хвиля де Бройля, довжину якої визначають за формулою: Луї де Бройль (1892—1987 рр.)                   

Закріплення набутих знань. Пройдіть інтерактивний тест «Дослід Резерфорда. Постулати Бора. Енергетичні рівні атома», який складений на основі контрольних запитань параграфа та додаткових завдань, щоб остаточно закріпити пройдений матеріал:1)https://probapera.org/publication/13/53582/doslid-rezerforda-postulaty-bora.html2)Фронтальне опитування — метод «Асоціативний кущ» АТОМ3)Пройдіть : https://vseosvita.ua/test/start/zrj390

Питання для самоконтролю1. Що довів Бальмер?2. Що лежить в основі теорії Бора?3. Постулати Бора4. Що таке спектральний аналіз?5. Види спектрального аналізу6. Застосування спектрального аналізу7. Які існують спектральні апарати?8. Спектри випромінювання9. Які факти встановили Г. Кірхгоф і Р. Бунзен, вивчаючи спектри металів?

Домашнє завдання. Вправи до онлайн уроку «Дослід Резерфорда. Постулати Бора. Енергетичні рівні атома», які вкаже ваш учитель фізики. Наприклад, Вправа 36, завдання 3 за підручником «Фізика 11 клас, В. Г. Бар’яхтар, С. О. Довгий».