1. В чём состояли противоречия планетарной модели атома и законов классической физики?
Противоречия планетарной модели атома и законов классической физики заключались в том, что согласно классической электродинамике, движущийся по орбите электрон должен излучать электромагнитные волны и терять энергию, что должно приводить к снижению радиуса его орбиты, а в итоге — к спиральному падению на ядро. Однако наблюдения показывали, что атомы стабильны, а электроны не теряют энергию и не падают на ядро, что ставило под сомнение планетарную модель атома.
2. Сформулируйте постулаты Бора.
а) Электрон в атоме может находиться только на определённых орбитах, называемых стационарными орбитами, на которых он не излучает энергию. б) Электрон может переходить с одной орбиты на другую, поглощая или излучая квант энергии, равный разности энергий этих орбит. в) Орбиты, на которых электрон не излучает энергию, соответствуют дискретным уровням энергии атома.
3. Докажите, что квантовые постулаты Бора противоречат классической механике и электродинамике.
В классической механике и электродинамике электрон, двигаясь по орбите, должен излучать электромагнитные волны, теряя при этом энергию. Если бы это было так, электрон постепенно терял бы энергию и соскальзывал бы на более низкие орбиты, что противоречит наблюдаемой стабильности атомов. Квантовые постулаты Бора устраняют это противоречие, утверждая, что на стационарных орбитах электрон не излучает энергию, что невозможно объяснить классической физикой.
4. Объясните, используя постулаты Бора, устойчивость атома.
Устойчивость атома по постулатам Бора заключается в том, что на каждой стационарной орбите электрон не излучает энергию, несмотря на своё движение. Это предотвращает его спиральное падение на ядро. Электрон остаётся на этой орбите до тех пор, пока не происходит переход на другую орбиту, что сопровождается излучением или поглощением энергии.
1. Как определить частоту излучения атома при переходе из одного стационарного состояния в другое?
Частоту излучения атома при переходе из одного стационарного состояния в другое можно определить с помощью формулы:
f = (E1 - E2) / h
где:
E1 и E2 — энергии начального и конечного состояний, h — постоянная Планка, f — частота излучения.
2. Опишите эксперимент Франка и Герца.
Эксперимент Франка и Герца заключался в том, что они провели эксперимент с ускорением электронов через вольфрамовую сетку, и при столкновении с атомами ртути измерили потери энергии. Эксперимент показал, что электроны могут передавать строго определённые количества энергии атомам ртути, что подтверждает дискретность энергетических уровней атома и поддерживает гипотезу о квантовании энергии.
1. Почему постулаты Бора называют постулатами, а не законами?
Постулаты Бора называют постулатами, а не законами, потому что они являются гипотезами, предложенными для объяснения наблюдаемых явлений, которые ещё не имели строгого теоретического обоснования в классической физике. Постулаты Бора не были выведены из других принципов, а были предложены для объяснения поведения атомов.
2. Почему существует несколько моделей атома, например, Томсона, Резерфорда и Резерфорда—Бора?
Существование нескольких моделей атома (Томсона, Резерфорда, Резерфорда—Бора) объясняется тем, что на разных стадиях развития атомной теории учёные пытались описать атом на основе доступных в то время знаний. Модель Томсона предлагала представление атома как облака положительного заряда с вкраплениями электронов. Модель Резерфорда исправляла её, предполагая, что атом имеет ядро с положительным зарядом, вокруг которого вращаются электроны. Модель Бора продолжила развитие этой идеи, вводя квантование орбит и объясняя спектры атомов. Каждая модель отражала тот уровень знаний и экспериментальных данных, который был доступен в своё время.