170 likes | 736 Views
Mozlijev zakon Linijski spektri X-zraka. Henry Moseley. THE HIGH FREQUENCY SPECTRA OF THE ELEMENTS By H. G. J. Moseley, M. A. Phil. Mag. (1913), p. 1024.
E N D
Henry Moseley THE HIGH FREQUENCY SPECTRA OF THE ELEMENTS By H. G. J. Moseley, M. A.Phil. Mag. (1913), p. 1024 Henri Mozli (1887-1915): britanski hemičar student Radefordaje briljantno razvio primjenu karakterističnih spektara X-zraka za istraživanje atomskih struktura. Njegova istraživanja su kao rezultat imala korekcije u tada poznatom periodnom sistemu elemenata. On je uspio tačnije odrediti atomske brojeve nekih elemenata. Na žalost, Mozli je poginuo u poznatoj bici Prvog svjetskog rata na Galipolju u Turskoj 1915. godine. Imao je samo 28. godina.
Galipolje poluostrvo http://en.wikipedia.org/wiki/Battle_of_Gallipoli
Kruksova cijevKako nastaju X-zraci • K - katoda • A - anoda (antikatoda) • X - rendg.zraci • Ua – anodni napon (ubrzanja) • Uh – napon za grijanje katode • C – tečnost za hlađenje anode • Win – ulazna cijev za tečnost • Wout – izlazna cijev
KRIVULJA RASPODJELE INTENZITEA ZRAČENJA X ZRAKA PO TALASNIM DUŽINAMA MOLIBDENA • Pikovi na krivulji predstavljaju linijske spektre koji su superponirani u kontinuiranom spektru X – zraka.
OTKLANJANJE UBRZANOG ELEKTRONA U POLJU JEZGRENastanak kontinuiranog spektra X-zraka • Elektron napušta mjesto međudjelovanja sa manjom kinetčkom energijom, emitujući pri tome foton čija je energija jednaka razlici kinetičkih energija elektrona prije i poslije sudara: • EK1 – EK2 = hυ • EK1 –kinet.energ.elektrona prije sudara • EK2 –kinet.ener. elektrona poslije sudara Prije udara u anodu kinet.energ.elektrona je: EK = eU U – napon između anode i katode, e – naeletrisanje elektrona Ukoliko bi elektron predao svu kinetičku energiju u jednom sudaru nastao bi foton eU = hυmax = hc/λmin maksimalne frekv. υmax, ili min.talasne dužine λmin.
KRIVULJE INTENZITETA ZRAČENJA ZA ISTI MATERIJAL METE PRI PROMJENI NAPONA UBRZANJA • Povećanjem ubrzavajućeg napona U, za isti materijal anode, postiže se manje λmin fotona, ali nikada ne dostiže vrijednost nule. • Odnos između min.talasne dužine fotona λmin, i napona ubrzanja U je dat relacijom: • λmin = 1241/U • λmin je izražena u nanometrima (nm), a napon U u voltima.
DIJAGRAM ZAVISNOSTI KORJENA IZ FREKVENCIJE ZRAČENJA LINIJSKOG SPEKTRA OD REDNOG BROJA Z • Mozli se oslonio na Borovu teoriju po kojoj je energija elektrona na prvoj orbiti proporcionalna sa kvadratom naelektrisanja jezgra: • E1 = - • stoga će i frekvencija fotona X - zraka ν, biti zavisna od atomskog broja elementa mete (E = hν). Krivulje sa dijagrama se mogu opisati jednačinom: gdje su An i b konstante koje treba odrediti za svaku liniju u spektru.
POPUNJAVANJE NIŽIH RASPOLOŽIVIH ENERGETSKIH STANJA ELEKTRONA U ATOMUNastanak linija u spektru X-zraka
(1) Mozli je u Borovu formulu za frakvencije linijskog spektra vodonikovog atoma: (2) uvrstio vrijednost k=1, a Z zamijenio sa sa (Z - 1) i dobio frekvencije linija iz K-serije Iz formula (1) i (2) dobićemo da je konstanta An Talasna dužina K- serije će biti
Isti rezultat dobijemo iz privlačne sile jezgra s nabojem (Z-1) i elektrona: uz primjenu Borovog kvantnog uslova mvr = nћ Onda je: ili
DIFRAKCIJA X ZRAKA NA KALIJUM FEROCIJANIDU • Mozli je koristio Braggovu relaciju • za određivanje talasne dužine X – zraka. • Kao udaljenost između paralelnih ravni kristala, uzeta je vrijednost • d = 8,454 x cm. • Prorez S i fotografska ploča L su 17 cm udaljeni od ose kristala, tako da se ugao θ dobije iz relacije • 2θ = 180 - SPL = 180 - SAL
Mozlijevi rezultati Vrijednosti b = 1 za K seriju i b = 7,4 L seriju, su samo aproksimativne. Prave vrijednosti za Z-b su date u tabelama (pod oznakama sa QK i QL)
Mozlijevi rezultati Vidimo da rezultati nisu kompletni.Alfa frekvencije su izmjerene za gotovo sve elemente na dijagamu, dok sa slabijim, β, γ, i φ (između β i γ), to nije slučaj. Razlog tome je slabiji intenzitet tih linija, kao i njihova blizina.
MOZLIJEV DIJAGRAM • Na dijagramu je ispravljen redoslijed argona (18) i kaliju-ma (19), u zavisnosti od atomskih brojeva, a ne kako su ranije bili poredani po njihovim atomskim težinama ( K – 39,102 i Ar – 39,918 ). • Isto važi i za kobalt i nikal, koji sada zauzimaju 27. i 28. mjesto u periodnom sistemu elemenata.