Evolucija Modela Atoma: Od Demokrita do Kvantne Fizike
serbocroata con un tamaño de 4,63 KBRani Modeli Atoma i Povijesni Kontekst
Bohrov model atoma (prvi modeli) – Grčki filozofi (Demokrit) – dijeljenje nekog tijela na sitnije dijelove ima granicu, što je nazvano Atom (grč. nevidljiv). – Ruđer Bošković – razmatrao sile među česticama tvari, što je temelj razvoja današnjeg modela atoma.
Thomsonov Model Atoma
Otkrio je elektron (katodne zrake). Atom je kugla s jednolikom raspodjelom pozitivnog naboja po cijelom volumenu, a negativni elektroni su umetnuti u tu kuglu pozitivnog naboja.
Rutherfordov Planetarni Model Atoma
Eksperimentalno je pokazao da Thomsonov model ne vrijedi. Većina alfa-čestica kroz listić zlata prolazi kao kroz prazan prostor; samo mali postotak ih skreće ili se reflektira. Budući da je bilo poznato da su alfa-čestice pozitivne, to bi bilo nemoguće kad bi pozitivni naboj bio raspoređen po cijelom volumenu atoma zlata. Zaključci:
- Pozitivni naboj skoncentriran je samo u središtu atoma (jezgra).
- Volumen oko pozitivne jezgre je prazan prostor u kojem oko jezgre kruže elektroni pod utjecajem elektrostatske sile.
Spektri Zračenja Atoma
- Emisijski spektri: Spektri zračenja čvrstih tvari i tekućina su kontinuirani.
- Linijski spektri: Emisijski spektri zračenja užarenih plinova sastavljeni samo od točno određenih valnih duljina.
- Apsorpcijski spektar: Crne linije koje se pojave ako kroz hladni plin prođe svjetlost kontinuiranog spektra.
- Hladni plin: Iz kontinuiranog spektra apsorbira one valne duljine koje užareni plin emitira.
Bohrov Kvantni Model Atoma (1913)
Bohr predlaže model atoma. Ključna pretpostavka: Kutna količina gibanja elektrona je kvantizirana i energija elektrona u atomu je kvantizirana (elektron može poprimiti samo točno određene vrijednosti energije koje su određene kvantnim brojem n).
Bohrovi Postulati
- Prvi postulat: Elektroni se oko jezgre atoma gibaju po kružnim putanjama (centripetalna (Coulombova) sila). Samo točno određene kružne putanje (s točno određenim radijusima) su stabilne i na njima elektroni imaju točno određenu energiju (stacionarna energetska stanja). Gibajući se po tim putanjama elektron ne zrači energiju.
- Drugi postulat: Elektron emitira energiju u obliku fotona (energija jednaka razlici energija elektrona na pojedinim orbitalama) kada prelazi iz orbite većeg polumjera (stanje više energije) na onu manjeg polumjera (stanje niže energije), a apsorbira kada prelazi iz stanja niže u stanje više energije.
Vodikov Atom i Energetska Stanja
Elektron emitira foton energije kada prelazi iz višeg stanja (n) u niže (m) stanje (n > m).
- Energija ionizacije: Minimalna energija potrebna dovesti atomu da iz osnovnog stanja (n=1) pređe u stanje s kvantnim brojem (n=∞).
- Apsorpcija fotona: Da bi elektron prešao iz stanja niže u stanje više energije, mora primiti onoliko energije koliko je energetska razlika ta dva stanja.
Detektori Čestica i Mjerenje Zračenja
Uređaji za mjerenje radioaktivnih i elektromagnetskih zračenja te mjerenje njihovih svojstava:
- Wilsonova komora: Uređaj za registriranje staza električki nabijenih čestica, alfa-čestica i elektrona emitiranih iz radioaktivnih metala.
- Mjehuričasta komora: Slična Wilsonovoj; promatraju se mjehurići nastali djelovanjem zračenja na tekućinu u komori.
- Müllerov brojač: Uređaj za detekciju i mjerenje ionizacijskog zračenja.
- Scintilacijski brojač: Uređaj za detekciju i mjerenje ionizacijskog zračenja. Senzor se sastoji od transparentnog kristala koji svjetluca kada ga pogodi zračenje. Fotokatoda mjeri intenzitet svjetla kristala.
Heisenbergovo Načelo Neodređenosti
Nemoguće je istodobno točno odrediti brzinu čestice i njezin položaj u prostoru. Ako se želi odrediti položaj elektrona u prostoru, potpuno je neodređena njegova brzina i obratno.