Rutherford-féle atommodell



Hasonló dokumentumok
Atomfizika I. Az anyagszerkezetről alkotott kép változása Ókori görög filozófusok régi kérdése: Miből vannak a testek? Meddig osztható az anyag?

AZ ELEKTROMÁGNESES SUGÁRZÁS KETTŐS TERMÉSZETE

Az atom felépítése, fénykibocsátás (tankönyv 68.o.- 86.o.)

Az időtől független Schrödinger-egyenlet (energia sajátértékegyenlet), A Laplace operátor derékszögű koordinátarendszerben

Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István

Részecskék hullámtermészete

Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István

Biofizika tesztkérdések

Atomfizika. A hidrogén lámpa színképei. Elektronok H atom. Fényképlemez. emisszió H 2. gáz

TANMENET FIZIKA 11. osztály Rezgések és hullámok. Modern fizika

FIZIKA. Sugárzunk az elégedettségtől! (Atomfizika) Dr. Seres István

BMEEOVKAI09 segédlet a BME Építőmérnöki Kar hallgatói részére. Az építész- és az építőmérnök képzés szerkezeti és tartalmi fejlesztése

Thomson-modell (puding-modell)

OSZTÁLYOZÓ VIZSGA TÉMAKÖREI

FIZIKA I. RÉSZLETES VIZSGAKÖVETELMÉNYEK

Pár szó az Optikáról

Atommodellek. Az atom szerkezete. Atommodellek. Atommodellek. Atommodellek, A Rutherford-kísérlet. Atommodellek

a Bohr-féle atommodell (1913) Niels Hendrik David Bohr ( )

1. tesztlap. Fizikát elsı évben tanulók számára

Modern Fizika Labor. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: A Zeeman-effektus. A beadás dátuma: A mérést végezte:

2. előadás: További gömbi fogalmak

11 osztály. Osztályozó vizsga témakörei

Elektronspinrezonancia (ESR) - spektroszkópia

Hőmérsékleti sugárzás és színképelemzés

Hőmérsékleti sugárzás és színképelemzés

A fény. Abszorpciós fotometria Fluoreszcencia spektroszkópia. A fény. A spektrumok megjelenési formái. A fény kettıs természete: Huber Tamás

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal. Dr. Vincze Árpád

EMELT SZINT SZÓBELI MINTATÉTELSOR ÉS ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Optika Gröller BMF Kandó MTI. Optikai alapfogalmak. Fény: transzverzális elektromágneses hullám. n = c vákuum /c közeg. Optika Gröller BMF Kandó MTI

Atommodellek de Broglie hullámhossz Davisson-Germer-kísérlet

Fény kölcsönhatása az anyaggal:

A HÚZÓSOK NYOMTASSÁK KI ÉS HOZZÁK MAGUKKAL A RÁJUK VONATKOZÓ TÉTELEKET. A KIHÚZOTT TÉTELT (CSAK AZT) MAGUKNÁL TARTHATJÁK A FELKÉSZÜLÉS ALATT.

Tamás Ferenc: Természetes radioaktivitás és hatásai

A fizika története (GEFIT555-B, GEFIT555B, 2+0, 2 kredit) 2015/2016. tanév, 1. félév Dr. Paripás Béla. 7. Előadás ( )

A FIZIKA KÖZÉPSZINTŰ SZÓBELI ÉRETTSÉGI VIZSGA TÉTELEINEK TÉMAKÖREI MÁJUSI VIZSGAIDŐSZAK

Az elektromágneses hullámok

ATOMMODELLEK, SZÍNKÉP, KVANTUMSZÁMOK. Kalocsai Angéla, Kozma Enikő

X. Fénypolarizáció. X.1. A polarizáció jelenségének magyarázata

τ Γ ħ (ahol ħ=6, evs) 2.3. A vizsgálati módszer: Mössbauer-spektroszkópia (Forrás: Buszlai Péter, szakdolgozat) A Mössbauer-effektus

ESR színképek értékelése és molekulaszerkezeti értelmezése

Stern Gerlach kísérlet. Készítette: Kiss Éva

AZ ATOM. Atom: atommag + elektronfelhő = proton, neutron, elektron. Elemi részecskék


Mágneses alapjelenségek

F1404 ATOMMAG- és RÉSZECSKEFIZIKA

ELEMI RÉSZECSKÉK ATOMMODELLEK

1. Prefix jelentések. 2. Mi alapján definiáljuk az 1 másodpercet? 3. Mi alapján definiáljuk az 1 métert? 4. Mi a tömegegység definíciója?

1. A gyorsulás Kísérlet: Eszközök Számítsa ki

SPEKTROFOTOMETRIAI MÉRÉSEK

I. Atomszerkezeti ismeretek (9. Mozaik Tankönyv: oldal) 1. Részletezze az atom felépítését!

KOVÁCS ENDRe, PARIpÁS BÉLA, FIZIkA II.

Atommodellek. Ha nem tudod egy pincérnőnek elmagyarázni a fizikádat, az valószínűleg nem nagyon jó fizika. Rausch Péter kémia-környezettan tanár

OPTIKA. Fénykibocsátás mechanizmusa fényforrás típusok. Dr. Seres István

Mágneses alapjelenségek

Elektromágneses hullámok, a fény

Kémiai alapismeretek 2. hét

1. Ha két közeg határfelületén nem folyik vezetési áram, a mágneses térerősség vektorának a(z). komponense folytonos.

Készítette: Bujnóczki Tibor Lezárva:

KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

Részecske- és magfizika vizsgakérdések

Gimnázium-szakközépiskola 12. Fizika (Közép szintű érettségi előkészítő)

EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

Az elemeket 3 csoportba osztjuk: Félfémek vagy átmeneti fémek nemfémek. fémek

Kémiai alapismeretek 2. hét

Radioaktivitás. 9.2 fejezet

2. OPTIKA 2.1. Elmélet Geometriai optika

Fizikai kémia és radiokémia labor II, Laboratóriumi gyakorlat: Spektroszkópia mérés

Atomfizika. Az atommag szerkezete. Radioaktivitás Biofizika, Nyitrai Miklós

Az atomhéj (atommag körüli elektronok) fizikáját a kvantumfizika írja le teljes körűen.

Optoelektronikai Kommunikáció. Optikai alapismeretek

Nehéz töltött részecskék (pl. α-sugárzás) kölcsönhatása

A magkémia alapjai. Magpotenciálok, magspin, mágneses momentumok & kölcsönhatások. Nagy Sándor ELTE, Kémiai Intézet

töltéssel rendelkező vagy semleges részecskék kinetikus energiája és (vagy) impulzusa a kondenzált közegek atomjaival ütközve megváltozhat.

Mössbauer Spektroszkópia

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

XX. századi forradalom a fizikában

Áz anyag szerkezete.

Elektronmikroszkópia. Nagy Péter Debreceni Egyetem, Biofizikai és Sejtbiológiai Intézet 1/47

Fizika 2 (Modern fizika szemlélete) feladatsor

a fizikai (hullám) optika

Ph Mozgás mágneses térben

ISMÉT FÖLDKÖZELBEN A MARS!

Modern Fizika Laboratórium Fizika BSc 22. Kvantumradír

Nagy Sándor: Magkémia

A kvantummechanika filozófiai problémái

A kvantummechanika filozófiai problémái

Radiokémia vegyész MSc radiokémia szakirány Kónya József, M. Nagy Noémi: Izotópia I és II. Debreceni Egyetemi Kiadó, 2007, 2008.

Az atomok szerkezete. Atomosz = oszthatatlan. Az atommodellek. Rutherford következtetései. Joseph John Thomson A Thomson modell (1902)

Fizikaverseny, Döntő, Elméleti forduló február 8.

Az optikai jelátvitel alapjai. A fény két természete, terjedése

Atomfizika. FIB1208 (gyakorlat) Meghirdetés féléve 4 Kreditpont 3+2 Összóraszám (elmélet+gyakorlat) 3+2

A Geiger-Müller számlálócső és alkalmazásai Engárd Ferenc okl.villamosmérnök - blackbox@engard.hu

Póda László Urbán János: Fizika 10. Emelt szintű képzéshez c. tankönyv (NT-17235) feladatainak megoldása

KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

Abszorbciós spektroszkópia

Első sorozat (2000. május 22. du.) 1. Oldjamegavalós számok halmazán a. cos x + sin2 x cos x. +sinx +sin2x =

Emelt óraszámú kémia helyi tanterve

Abszorpciós fotometria

AZ ATOM. Atom: atommag + elektronfelhő = proton, neutron, elektron. Elemi részecskék

KÉMIA. Kémia a gimnáziumok évfolyama számára

Átírás:

Rutherfordféle atommodell Manchesteri Egyetem 1909 1911 Hans Geiger, Ernest Marsden Ernest Rutherford vezetésével Az arany szerkezetének felderítésére irányuló szóráskísérletek Alfarészecskékkel bombáztak vékony aranyfüst lemezt Várt eredmény: az alfarészecskék lassulva, de terjedési irányukat megtartva áthatolnak az aranylemezen és közvetlenül a lemez mögött csapódnak be a detektorba. Kapott eredmény: az alfa részecskék kis hányada jelentős eltérülést szenvedett, vagyis az alfa részecskék szóródtak a lemezen

Rutherfordféle atommodell Magyarázat: Ha az arany atomok szerkezete a mazsoláskalács modell szerint nézne ki, akkor a pozitív alfarészek nem térülnének el, hanem csak lassulnának. De eltérülés tapasztalható Nagy tömegű, pozitív töltésű, lokalizált szóró centrumnak kell jelen lennie az atomban Az atomnak van atommagja és az lokalizált az atomban

Rutherfordféle atommodell Rutherford atommodellje: Az atom tömege a pozitív magban koncentrálódik és körülötte körpályán keringenek az elektronok egyenletes körmozgást végezve. A centripetális erőt (a körpályán tartást) az elektrosztatikus Coulomberő biztosítja. Rutherford atommodelljének a hibája: A körpályán mozgó elektronnak gyorsulása van mint gyorsuló töltésnek (elektron) sugároznia kellene még alapállapotban is. Azaz az alapállapotú atomnak sugároznia kellene Energia veszteség következne be a körpálya sugara egyre jobban csökkenne Az elektron végül spirális pályán becsapódna a magba. Mindez nem következik be, tehát a modell hibás.

Színképelemzés spektrométerrel forrás optikai rács tükrök detektor

Bohrféle atommodell előzményei 1) Johann Balmer (18251898) megfigyelései: a hidrogén atom vonalas színképet mutat Balmer formula: 1 λ = R H 1 2 2 1 n 2, n = 3, 4, 5, R H : Rydbergállandó, hidrogén atomra: R H = 1,097 10 7 1 m 2) Johannes Rydberg (18541919) munkája: más atomokra is nem csak hidrogénre: atomok színképe vonalas Rydbergformula: 1 λ = R H 1 1 n 2 1 n 2 2, n 2 = n 1 + 1, n 1 + 2, 3) FranckHertzkísérlet (James Franck, 18821964) (Gustav Hertz, 18871975) e + h f = 4, 9 ev A Hg atom elektronjai csak meghatározott energiaértékeket vehetnek fel.

Bohrféle atommodell I. Az atom tartósan csak az ún. stacionárius állapotokban létezhet, amelyekben meghatározott és állandó E 1, E 2, energiaértékekkel rendelkezik. Tehát ezekben az állapotokban nem sugároz. Másképpen: Az atomban az elektronok csak meghatározott körpályákon keringhetnek az atommag körül és ezekhez a pályákhoz diszkrét energiaértékek tartoznak. Eközben az atom nem sugároz.

Bohrféle atommodell II. Két elektronpálya közötti átmenet foton kisugárzásával vagy elnyelésével jár együtt. A foton energiája ekkor: W n W k = h f A foton energiája egyenlő az energiaszintek különbségével.

Bohrféle atommodell Az elektron impulzusmomentumának a nagysága: III. L = m r v m r v = n h 2π = n ħ Azaz az elektron csak olyan pályákon keringhet, ahol az elektronra jellemző pályaimpulzusnyomaték a h egész számú többszöröse. 2π Definíció (főkvantumszám): A III. Bohr posztulátumban szereplő net főkvantumszámnak nevezzük.

BohrSommerfeld atommodell Spektroszkópiai vizsgálatok szerint az atomok vonalas színképeiben a színképvonalak csíkos strukturált szerkezetűek. A színképvonalaknak finomszerkezetük van. Sommerfeld pontosította a Bohrmodellt: L = l h 2π Ellipszispályákat vezetett be a körpályák mellé, mint finomszerkezeti magyarázat. Definíció (mellékkvantumszám): Az ellipszispályák pályaperdületeihez rendelt l számot mellékkvantumszámnak nevezzük. l = 0, 1, 2, 3, n 1, ahol n főkvantumszám

Zeemaneffektus Pieter Zeeman (18651943): Erős mágneses térben a színképvonalak több összetevőre bomlanak fel, azaz felhasadnak. Ez az ún. normális Zeemaneffektus. Atomi színképvonalak:

Mágneses kvantumszám z Bohrmagneton: M B = e h 2m e 2π L M z M e v Az atom mágneses dipólmomentumának nagysága: M = M B l Ennek a zirányú tengelyre való vetülete: M z = M cosα = M B l cosα Definíció (mágneses kvantumszám): m = l cos α m = 0, ±1, ±2, m = l, 0,, +l

Spin Definíció (spin): h Az L S = ± 1 mennyiséget, ahol h a 2 2π Planckállandó, spinnek nevezzük. Definíció (spinkvantumszám): Az s = ± 1 értéket a spin kifejezésében 2 spinkvantumszámnak nevezzük.

Pauliféle tilalmi elv Paulielv: Az atomban kötött elektronra vonatkozóan az atomban nincsen két olyan elektron, amelyeknek mind a 4 kvantumszáma megegyezik. Bármely fizikai rendszerben a rendszer valamely adott kvantumszámokkal jellemzett állapotában nem lehet egynél több elektron.

Elektronszerkezet:

A részecskék kettős természete de Broglie anyag hullám elmélete Louis de Broglie (1892 1987) De Broglie a fény illetve az elektromágneses sugárzás kettős természetére alapulva megalkotta anyagra, részecskére vonatkozó anyag hullám elméletét = h c λ De Broglieelv: Minden m tömeggel és v sebességgel rendelkező részecskéhez hozzárendelhető egy hullám, amelynek a hullámhossza úgyanúgy kapcsolódik a részecske impulzusához, mint a foton esetében is történik. Azaz: p = mc2 λ = h p = = W c = h f c h m v

A részecskék kettős természete de Broglie anyag hullám elmélete Definíció (de Broglie hullámhossz) A λ = h = h mennyiséget, de Broglie hullámhossznak nevezzük. p m v De Broglieelv kísérleti igazolása Davisson Germerkísérlet: Elektronelhajlási kísérlet: Atomi kristályrácsra bocsátott elektronnyaláb elhajlást szenved a kristályrács atomjain. Elhajlás hullám tulajdonság Elektronnyaláb részecske sugár, részecske tulajdonság Kettős természet

1 rés + elektron részecske nyaláb 1 rés + fényhullám 2 rés + fényhullám = INTERFERENCIA CSÍKOK NEM ELEKTRON HULLÁMTULAJDONSÁGÚ!! 2 rés + elektron részecske nyaláb = INTERFERENCIA