Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Вихман Э. -> "Квантовая физика" -> 17

Квантовая физика - Вихман Э.

Вихман Э. Квантовая физика — М.: Наука, 1972. — 396 c.
Скачать (прямая ссылка): kvantovayafizika1972.pdf
Предыдущая << 1 .. 11 12 13 14 15 16 < 17 > 18 19 20 21 22 23 .. 194 >> Следующая


3) Масса атома водорода Мн = 1,67-10-24 г. С погрешностью до 1/2000 эта величина равна массе протона М}/. Поскольку масса моля водорода (Н2) очень близка к 2 г, то

N0MHmNBMpw\ г/моль. (28а)

Таким образом, зная постоянную Авогадро, мы знаем и величину Мн.

4) Элементарный заряд е=1,6• 10 18 Кл=4,8-10-10 СГСЭ?. Заряд электрона равен —е, а заряд протона равен +е. Заряд, переносимый молем однократно заряженных ионов (каждый ион переносит заряд е), носит название постоянной Фарадея. Таким образом,

F=N(,e=96 487 Кл/моль. (28Ь)

Постоянная Фарадея Fлегко измеряется в опытах по электролизу. Она равна, например, заряду, который должен пройти через электролит, чтобы на электроде выделился моль серебра (т. е. 107,88 г серебра, так как относительная атомная масса серебра равна 107,88).

5) Отношение заряда электрона к его массе е/т = 1,76-10® Кл/г, и то же отношение для протона е/Мр=9,6-101 Кл/г. Эти постоянные можно измерить в опытах по отклонению электронных и протонных пучков в электрических и магнитных полях. Таким методом Томсон получил в 1897 г. значение е/т *). Заметим, что

жр = ЩйГр ’ (28с^

и эта константа зависит от констант, рассмотренных выше.

Следует также отметшь, что, имея точные значения е/т и е/МРг мы получаем точное значение величины

Мр ejm

' е/М,

(28 d>

даже не имея точного значения элементарного заряда е. При этом мы предполагали, разумеется, что заряд протона равен по модулю заряду электрона.

6) Масса электрона т=9,11 ¦ 10_28 г. Эта константа может быть получена из е и elm.

29. Постоянная Авогадро N0 служит звеном, соединяющим макро-и микрофизику. Огромная величина этой постоянной показывает, сколь в действительности малы атомы и молекулы и почему зерна-

*) Thomson J. J. Cathode Rays.— Phil. Mag., 1897, v. 44, p. 293.

ЗГ
стая структура вещества не проявляет себя в макроскопическом мире. Как мы уже упоминали, в конце прошлого века постоянная Авогадро была известна с малой точностью. Постоянные F, elm и т/Мр были измерены намного точнее. Независимые и точные измерения No или е должны были бы дать точные значения таких основных констант, как е, т и Мр. Важной особенностью планков-ской теории излучения абсолютно черного тела как раз и является, как мы увидим дальше, возможность независимого и точного определения N0.

Примерно через 10 лет Милликен в своих знаменитых опытах с каплями масла, помещенными между обкладками конденсатора,

•Рис. ЗОА. Строение кристаллов NaCl. Решетка кристалла кубическая, в вершинах куба попеременно помещены атомы Na и С1. Центры малых сфер, показанных на рисунке, соответствуют средним положениям атомов. Размеры сфер даны, разумеется, не в масштабе, и по ним невозможно судить о размерах атомов или ядер

Рис. ЗОВ. Строение кристаллов алмаза. Каждый атом углерода имеет четырех ближайших соседей, расположенных в вершинах тетраэдра (к ближайшим соседям проведены черточки)

измерил заряд электрона е непосредственно. Идея метода заключалась в наблюдении за падением в воздухе наэлектризованных капель масла, находящихся под действием сил тяжести и электрического поля *). Этот опыт не мог дать очень точного значения заряда е, но играл, однако, большую роль как независимый и идейно очень простой метод измерения элементарного заряда.

30. Продолжим наш исторический обзор и заметим, что существует прямой метод измерения постоянной Авогадро N0- Он заключается в подсчете числа атомов в кристалле. Атомы кристалла образуют регулярную решетку, которая в некоторых случаях имеет, например, кубическую форму. Если мы сможем определить так называемую постоянную решетки, т. е. расстояние между соседними ато-

*) Millikan R. A. The Isolation of an Ion. A Precision Measurement of its Charge and the Correction of Stokes’s Law.— Phys. Rev., 1911, v. 32, p. 349.

32
мами, то легко найдем N0. Постоянная решетки может быть измерена по дифракции рентгеновских лучей при условии, что их длина волны нам известна из независимых опытов, например по их дифракции на механически сделанной «макроскопической» решетке. Величина N0 действительно была определена этим методом.

Великолепная идея, что сама природа снабдила нас готовыми дифракционными решетками в форме кристаллов, принадлежит

Рис. ЗОС. Строение кристаллов графита.

Алмаз и графит построены из одних атомов углерода. Огромное различие свойств этих двух веществ объясняется различным строением кристаллической решетки. 'Решетка графита состоит из параллельных плоскостей. Расстояние между смежными плоскостями одно и то же, и в каждой плоскости атомы углерода расположены в вершинах шестиугольника.

Сравните эту решетку с показанной на

рис. ЗОВ решеткой алмаза
Предыдущая << 1 .. 11 12 13 14 15 16 < 17 > 18 19 20 21 22 23 .. 194 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed