Принцип неопределенности Гейзенберга.

Теория строения атома Томсона, Резерфорда.

Томсон предложил одну из первых моделей строения атома. Он предположил, что атом представляет собой + заряженную сферическую частицу, внутри которой распределены ℮, компенсирующие + заряд этой частицы. ℮ распределены равномерно и колеблются относительно своих равновесных положений, при хим. реакциях ℮ могут переходить от одних атомов к другим с образованием заряженных частиц - ионов. Однако Томсон не мог объяснить, почему существует атом. Покоящиеся ℮ и + заряженная сфера действовали бы друг на друга по закону Кулона, и атом развалился бы. Поэтому Томсон предположил что ℮ и + заряженная сфера связаны «загадочными» силами, которая способствует устойчивости атома.

Резерфорд предложил планетарную модель строения атома в результате рассеивания α частиц на тонкой золотой фольге. В центре атома находиться малое по размером + заряженное ядро, в котором сосредоточенна вся масса, а вокруг него на значительном расстоянии вращаются ℮. Число ℮ таково, что атом электрон нейтрален. Электроны вращаются как планеты вокруг солнца отсюда и название планетарная. Но в модели Резерфорда были и свои недостатки: ℮ двигаясь с ускорением вокруг ядра должен излучать энергию. Это приводило бы к разрушению равновесия. ℮, постепенно теряя свою энергию, двигаясь по спирали должен был упасть на ядро. Так как не было доказательств того что атомы непрерывно исчезают теория Резерфорда тоже считалась ошибочной.

 

Теория строения атома Бора

Бор исходил из планетарной модели атома. Вывод: энергия электронов в атоме не может меняться непрерывно, а изменяется скачками, т.е. дискретно.

Постулаты Бора:

1) ℮ может вращаться вокруг ядра не по любым, а только по конкретным круговым орбитам. Эти орбиты получили название стационарных.

2) двигаясь по стационарным орбитам, ℮ не излучает и не поглощает электромагнитной энергии.

3) излучение или поглощение энергии (разности энергии атома в конечном и исходном состояниях) происходит при скачкообразном переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую.

Вращаясь по орбите ℮ испытывает центробежные силы и силы Кулоновского происхождения. Т.е. энергия электрона, вращающегося вокруг ядра, зависит от радиуса орбиты.

Достоинства:

1) впервые удалось матем. Рассчитать отдельные хар-ки атома;

2) теор. удалось предсказать появление эмиссионных спектров в атоме Н, и в ультрафиолет. и инфракрасн. средах оптического диапазона;

3) объяснил природу эмиссионного спектра.

Недостатки:

1) теор. расчеты были верны только для простых атомов, или атомов имеющих в своей структуре ядро и ℮ (напр. Н, Не)

2) отошел от классических законов физики, но при этом пользовался ее матем. аппаратом (формулами)

 

Принцип неопределенности Гейзенберга.

Предположим что невозможно определить траекторию и скорость электрона, т.е. ∆р*∆х≥h/2π соотн. неопределенности Гейзенберга, где ∆р –импульс, ∆х –местонахождение (координата).

Из формулы следует: если мы знаем импульс частицы, то мы не в сосотоянии определить ее координату; определив ее точную координату, невозможно точно определить ее импульс. Т.о. вращение микрочастицы идет не по строго геометрической орбите, а представляет собой часть пространства – орбиталь – это форма и часть пространства, которую ℮ занимает с вероятностью 90%. Т.о. можно считать, что местонахождение ℮ можно расчитать только с помощью законов теор. вероятности.

Для описания свойств электрона используют волновую функцию, которую обозначают буквой ψ (пси). Квадрат ее модуля |ψ|², вычисленный для определенного момента времени и определенной точки пространства, пропорционален вероятности обнаружить частицу в этой точке в указанное время. Величину |ψ|² называют плотностью вероятности. Наглядное представление о распределении электронной плотности атома дает функция радиального распределения.