170 likes | 452 Views
FYZIKA MIKROSVĚTA. ATOM. Látky se skládají z molekul a atomů Rozměr – 10 -10 m ( na úsečku 1cm se jich vejde 100 milionů !!) Tyto malé rozměry tvoří specifický svět – mikrosvět. ( jiné fyzikální zákonitosti než makrosvět) Uvnitř atomu – elektrony ( v pohybu a mohou se z atomu uvolňovat
E N D
ATOM • Látky se skládají z molekul a atomů • Rozměr – 10-10 m ( na úsečku 1cm se jich vejde 100 milionů !!) • Tyto malé rozměry tvoří specifický svět – mikrosvět. • ( jiné fyzikální zákonitosti než makrosvět) • Uvnitř atomu – elektrony ( v pohybu a mohou se z atomu uvolňovat • Objevitel J.J.Thomson (1856-1940) – velikost náboje qe = e = 1,602 .10-19C me = 9,110 . 10-31 kg Elektron je 1837 x lehčí než atom vodíku !
Elektromagnetické záření • atomy vyzáří ( ztrácí) část své energie – světlo • vyzařují jen v určitých porcích – kvantech– Max Planck (1858 – 1947) – energie - E = h.f • h…Planckova konstanta – 6,626 . 10-34 J.s • f…frekvence záření • počátek kvantové fyziky – vysvětluje zákonitosti pohybu molekul a atomů • základ fyziky mikrosvěta
Záření atomů – spektrální čáry • Atomy zahřátých plynů – záření určitých frekvencí – vytváření sérií a zhušťování na straně kratších vlnových délek • Frekvence čar série R=3,29 . 1015 s-1 ..Rydbergerova frekvence n>m….přirozená čísla Spektrální série - skupina spektrálních čar, jejichž frekvence odpovídá stejné hodnotě čísla m Stacionární stav – atom se nachází v určitých energetických hladinách ( záporná energie – elektron je v atomu vázán a k uvolnění je potřeba energii dodat např. třením…)
Energie stacionárních stavů • Energii atomů a částic měříme v elektronvoltech (eV) • Energetické hladiny se s rostoucím n zhušťují až k nulové energii • Při dalším zvýšení se energie stane kladnou a atom bude ionizován. (elektron se oddělí a může nabývat libovolné energie) • Energie E1 pro n=1…. 1.hladina, nejnižší energetická hladina (energie je kvantována) • Čísla n – hlavní kvantová čísla
Kvantová čísla • Hlavní kvantové číslo n - udává energii elektronu, nabývá hodnot 1, 2, 3, 4, 5, • Vedlejší kvantové číslo l - může nabývat hodnot 0, 1, 2, 3,.. • (n - 1), vedlejší kvantové číslo udává „tvar“ orbitalu • Magnetické kvantové číslo m- udává počet prostorových variací orbitalu, orientaci v prostoru, může se měnit v rozmezí od -l do +l (včetně nuly), např. pro l=2 může mít hodnoty -2, -1, 0, 1, 2 • energie elektronu - závisí na hlavním i vedlejším kvantovém čísle degenerované orbitaly - orbitaly se stejnou energií (stejným n a l), ale různým m • Spinové magnetické kvantové číslo s (spin) - udává směr rotace elektronu, nabývá hodnot • elektrony s opačným spinemse přitahují
Kvantověmechanický model atomu
- chovánímikročástic, např. protonůneboelektronů, se zásadnělišíodchovánítělesběžnýchrozměrů a nedá se vystihnoutklasickou (newtonovskoumechanikou), pro popisdějů v atomovémměřítkubylavypracovánaobecnějšíteorie - kvantovámechanika Chování mikročástic MaxBorn (1882-1970) ErvinSchrödinger (1887-1961) [1]
- energiemikročástic je v určitýchpřípadechkvantována a můženabývatpouzeurčitýchhodnot, nemůže se měnitspojitě, ale skokem, mikročásticeatomu (elektron) musípřijímatnebovyzařovatenergiipokvantech, nemůžezískatpouzezlomekenergetickéhokvanta 1) Kvantováníenergie
- (korpuskulárně-vlnovýmechanismus) - mikročástice se někdychovájakočástice a někdyjakovlna, vlnunemůžemelokalizovat v prostoru (projde 2 otvorynajednou), platí pro niskládání a ohyb, částice je lokalizovatelná v prostoru 2) Duálnícharakteristika Louis Victor de Broglie (1892-1987) [2] [3]
-nenímožnéurčitpříštípolohumikročástice,náraz 1 fotonunamikročásticizměníjejípohyb, ponárazufotonu s co nejmenšíenergií (největšívlnovoudélkou) dokážemeodhadnout, kdebudečástice v dalšímokamžikuponárazu, ale nevíme, kde je teď, pokudpoužijemefoton s největší energií (nejmenšívlnovoudélkou), takdokážemeurčit, kde je mikročástice (elektron) v tomtookamžiku, ale nevíme, kdebudeponárazu 3) Heisenbergůvprincipneurčitosti [4] Werner Karl Heisenberg
Použité zdroje: SVOBODA, Emanuel aj. Přehled středoškolské fyziky. 4. upravené vydání. Praha: Prometheus, 2006. 515 s. ISBN 80-7196-307-0. DOC.ING.IVAN ŠTOLL,CSC. - Fyzika (pro netechnické obory SOŠ a SOU) Prometheus 2007, 260 s. ISBN 978-80-7196-223-6 učebnice s doložkou MŠMT čj.1 527/07-23 ze dne 2.4.2007 AKADEMIK VLADIMÍR HAJKO, PROF.RNDR.JURAJ DANIEL-SZABO, CSC. - Základy fyziky VEDA 1983 (Bratislava) Použité obrázky: [1] ErvinSchrödinger , Max Born- [online]. 3. 9. 2013. [cit. 3. 9. 2013]. Dostupný na http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/26/Erwin_Schr%C3%B6dinger.jpg, http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f7/Max_Born.jpg/465px-Max_Born.jpg [2] Luis Victor de Broglie , online]. 3. 9. 2013. [cit. 3. 9. 2013]. Dostupný na http://www.aetherwavetheory.info/images/physics/fluids/surface/hydrophobic/I12-20-surfacetension.jpg, [3] pokus se dvěma štěrbinami[[online]. 3. 9. 2013. [cit. 3. 9. 2013]. Dostupný na http://www.aldebaran.cz/bulletin/2009_33/slits.gif [4] Werner Karl Heisenberg [online]. 3. 9. 2013. [cit. 3. 9. 2013]. Dostupný na http://1.bp.blogspot.com/_IPV9zuUq13M/TEh6_AzaEiI/AAAAAAAAA70/e6QMjrNtJK0/s320/3870173.jpg