Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Гаевой А.И. -> "Справочник по физике для поступающих в ВУЗы" -> 109

Справочник по физике для поступающих в ВУЗы - Гаевой А.И.

Гаевой А.И. Справочник по физике для поступающих в ВУЗы — Наукова думка, 1968. — 358 c.
Скачать (прямая ссылка): spravochnikpofizike1968.djvu
Предыдущая << 1 .. 103 104 105 106 107 108 < 109 > 110 111 112 113 114 115 .. 121 >> Следующая


Если в объем, занимаемый пересыщенным паром, влетает заряженная частица, то она иа своем пути создает ноиы, а вокруг них

образуются капельки жидкости (из пересыщенного пара), и таким образом будет виден путь частицы. При. этом камера освещается мощным источником света.

Простейшая камера Вильсона изображена на рнс. 157. В объеме В создается насыщенный пар жидкости (если поверхность С влажная,

. 312
то пространство будет насыщено паром). Расширение объема В достигается быстрым опусканием поршня С. Частицы, обладай большой энергией, легко проникают через стеики камеры-А.

Рассмотренные приборы (счетчик Гейгера, камера Вильсона) служат для обнаружения и регистрации быстро движущихся заряженных частиц. Еслн камеру Вильсона поместить в магнитное поле, что впервые сделал советский физик Д. Скобельцын, го частицы, пролетающие в ней, будут двигаться по круговым траекториям- Зная индукцию магнитного поля н отношение —, можно, измерив радиус круговой траектории частицы, вычислить ее скорость. Для этого пользуются следующим соотношением:

где т — масса частицы; о — ее скорость; є — заряд; R — радиус кривизны траектории частицы; В — магнит ная индукция. В правой части этого равенства даиа формула силы, с которой магнитное поле действует на движущийся в нем заряд. Эта сила и вынуждает частицу двигаться по окружности, т. е. она является центростремительной силой, выражение которой дано в левой части равенства.

§ 135. Строение атома

Э. Резерфорд проводил опыты по рассеянию а-частнц ,различными атомами. Измеряя углы рассеяния а-частиц, он смог установить, что а-частица подходит к рассеивающему центру на расстояние порядка IO-18 см, а так как а-частица имеет положительный заряд, то, следовательно, и рассеивающий центр имеет положительный заряд. Так было доказано, что в атоме имеется положительно заряженное ядро, размер которого порядка 10—18 см. Так как атом нейтрален, то в его состав должны входить электроны, компенсирующие своим отрицательным зарядом положительный заряд ядра. Электроны вращаются вокруг ядра. Размер атома определяется размером орбит электронов. Он, как известно, равен IO-8 см. Таким образом, орбиты электронов отстоят от ядра на расстояние, превышающее размер ядра в IO8 раз, т. е. в 100 000 раз.

В атоме электрон не может вращаться по любой орбите. Существует вполне определенное условие для скорости электрона н размера орбиты, по которой он вращается:
т. е. электрон может"вращаться вокруг ядра только по орбите такого радиуса R, для которой произведение количества движения иа радиус равно целому кратному величины ~ , где число п— показатель крат-

ности (оно называется квантовым числом). Таким образом, все орбиты электронов в атоме, как говорят, квантуются.

¦ Вращаясь по одной из разрешенных орбит, электрон не излучает

и. не поглощает энергию, а так как он вращается вокруг ядра с постоянной скоростью, то обладает постоянной кинетической энергией. Находясь все время на одинаковом расстоянии от ядра, электрон обладает и постоянным значением потенциальной энергии, т. е. у него за все время движения по орбите сохраняется постоянное значение полной энергни. Отсюда вытекает следующее: поскольку в атоме оазрешены только вполне определенные орбиты, а вращаясь по этим орбитам, электрон обладает определенными постоянными значениями энергии, то, следовательно, в атоме существует ряд определенных уровней энергии. Эти значения энергии обозначают чере'з E1, E2 и т. д. Если электрон переходит с одной орбиты на другую, то прн этом его энергия изменяется скачкообразно и испускается (или поглощается) один' кналт энергии, равный величине Av, Этот квант энергии связан со значениями энергии тех уровней, между которыми происходит переход, следующим соотношением;

Av = E2 — E1.

Квант энергии поглощается тогда, когда электрон переходит на более отдаленную орбиту. Еслн же элгктрон переходит с дальней орбиты на ближнюю, происходит излучение кванта энергии. Эго соотношение для кванта энергии названо условием частот Бора в честь датского ученого Н. Бора—основоположника квантовой теория атома.

Все сказанное выше Бор сформулировал н виде трех постулатов:

1. В атоме существуют устойчивые электронные орбиты. Вращаясь по этим орбитам, электрон не излучает энергии.

2. Возможными орбитами являются только такие, для которых выполняется условие:

«А.

3. При переходе с одной орбиты на другую электрон нэлучает один квант энергии согласно условию:

Av = Es — E1.

Простейшей системой является атом водорода. Все остальные атомы характеризуются более сложной структурой. У них вдро имеет заряд, измеряемый многими положительными единицами. Последний элемент, который был недавно открыт, имеет заряд ядра, равный 104

314
(он назван курчатотем в честь советского ученого И. В. Курчатова). Вокруг сложного адра вращаются электроны* которые в атоме группируются слоями, так что имеется первый слой, второй и т. д. Приближенно «ожно говорить ~ о, числе электронов, вращающихся по первой орбите, по второй и т. д. Общее число электронов в втоме равно" за раду ядра, который численно равен порядковому номеру элемента в таблице Менделеева, поэтому н число электронов в атоме равно этому номеру. Таким образом, по мере возрастания номера элемента в периодической таблице возрастает число электронов в атоме и будет заполняться последовательно одни слой за другим. Максимальное число электронов в первом слое равно 2, во втором 6, в третьем 18 и т. д. Общая формула для максимального числа электронов -в сяое 2я®, где п— номер слоя. 1B соответствии с этим в периодической .системе элементов Менделеева в первом раду дев элемента (водород и гелий), во втором— восемь элементов (от лития до иеона). Отступления от этого закона, начиная с третьего ряда, объясняются в «вантовой теории-атома.
Предыдущая << 1 .. 103 104 105 106 107 108 < 109 > 110 111 112 113 114 115 .. 121 >> Следующая
Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed