Практическое занятие по физике

Электродинамика
Электрический заряд
Электрическое поле в вакууме
Работа электрических сил
Потенциал электростатического поля
Графическое изображение электростатического поля
Практическое занятие по физике
Тепловое излучение
Специальная теория относительности

Законы фотоэффекта

Теория атома водорода по Бору
Волновые свойства микрочастиц
Контрольная работа № 1
Уравнение Шредингера
Квантовая модель атома водорода
Многоэлектронные атомы. Принцип Паули

Квантовая теория свободных электронов в металле

Нерелятивистская квантовая механика
Атомное ядро. Закон радиоактивного распада.
Изучить экзоэнергетические реакции деления и синтеза.
Лекции и конспекты по физике

Векторы электромагнитного поля

Закон электромагнитной индукции
Теорема Гаусса в дифференциальной форме
Векторные операции в различных системах координат
Силовые линии и эквипотенциальные поверхности
Граничные условия на поверхности раздела двух диэлектриков.
Поле внутри проводящего тела в условиях электростатики
Плоскопараллельное поле
Ёмкость
Поле и ёмкость параллельных несоосных цилиндров
Формулы Максвелла
Ротор (вихрь)
Электрическое поле в проводящей среде
Магнитное поле постоянных токов
Расчет магнитных экранов
Энергия магнитного поля
Переменное электромагнитное поле в неподвижной среде
Плоская волна в проводящей среде
Теорема Умова-Пойнтинга
Поверхностный эффект
Атомная физика
Атомные ядра

РАДИОАКТИВНОСТЬ

ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ
ФИЗИКА ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ
 

Практическое занятие № 4.

Тема: Теория атома водорода по Бору.

Цель занятия: Рассчитать характеристики траектории электрона в водородном атоме.

Время, отведённое на проведение занятия 2 часа.

Порядок проведения занятия:

повторить теоретический материал;

решить типовые задачи;

решить самостоятельно предложенные задачи.

Основные теоретические положения.

1) Постулаты Бора. 2) mvr = n, где n = 1,2,3…¥ - номер орбиты,

; m, v и r – масса, скорость, и радиус орбиты электрона.

  4) Формула Бальмера – Ридберга: ,

где n - частота фотона, R = 3,3×1015 Гц – постоянная Ридберга,

n – номер орбиты на которую переходит электрон,  m – номер орбиты, с которой переходит электрон.

5) Графическое преставление спектра энергии и спектра излучения.

  Рис. 4.1

Отметить:

Трудности с реальным соотношением энергий – график в верхней части слишком плотно заполнен уровнями.

Каждому переходу соответствует своя частота излучения.

Типовые задачи

Вывести формулу для расчета скорости электрона в атоме водорода.

Вывести формулу для расчета радиуса орбиты электрона в водородоподобном атоме ( используя результат предыдущей задачи).

  Þ

Установить связь между кинетической и потенциальной энергией электрона в атоме водорода, вывести формулу полной энергии электрона.

подставляем предыдущий результат и получаем.

  , то есть E = -Ek , |Eпот| = 2Ek.

Используя предыдущий результат получаем

E1=13,6 эВ, 1эВ = 1,6×10-19 Дж.

Задачи для самостоятельного решения.

Вычислить скорость, энергию и радиус орбиты для электрона в ионизированном атоме гелия.

Использовать формулы, полученные  в предыдущих задачах при условии Z=2.

Найти частоту и период обращения для электронов в атоме водорода и урана (при условии, что у урана остался один электрон)

где  (или mv2 = 2 |E| )

;Отметить, что T » 10-16 (c), n = 1016 Гц, что очень сильно отличается от параметров микромира.

Вывести формулу Бальмера – Ридберга.

Из закона сохранения энергии имеем

hn = Em-En Þ ,

R – постоянная Ридберга.

Оценить величину R, отметить, что есть еще одна постоянная Ридберга - для l.

Вычислить максимальные и минимальные значения l и n для серии Бальмера

,

Определить потенциал ионизации атома водорода.

 , где n = 1, m = ¥ .

Дополнительно:

Теория для рентгеновских лучей (Формула Мозли):

, где s - постоянная экранирования.

Интенсивность g - лучей, прошедших через пластинку

толщиной x: I = I0× e-kx

Найти l для К – серии рентгеновских лучей, если антикатод сделан из железа ( для K – серии k = 1, m = 2, s = 1)

Дополнительные задачи. 20.9B; 20.11B; 20.13B; 20.14B.


Вопросы по теории.

Обосновать необходимость планетарной модели, опираясь на опыты Резерфорда по рассеянию a - частиц на фольге тяжелых металлов.

Почему классическая физика не допускала существования планетарной модели?

Сформулируйте постулаты Бора.

Как от номера орбиты зависит v,r и E?

В чем проявилось расширение понятия квантования в модели Бора?

Есть ли связь между частотою обращения электрона и частотою излучаемых фотонов.

При каких переходах излучается оптическое и при каких рентгеновское излучение?

Объяснить происхождение линейчатого и сплошного спектров.

Атомное ядро. Закон радиоактивного распада