Bài giảng Vật lý A3: Chương 4 - PGS.TS. Lê Công Hảo

Bài giảng "Vật lý A3 - Chương 4: Lý thuyết cổ điển về vật lý nguyên tử" cung cấp cho người học các kiến thức: Mẫu nguyên tử Thomson, thí nghiệm Rutherford về tán xạ hạt α, mẫu nguyên tử Rutherford, mẫu nguyên tử Bohr,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vật lý A3: Chương 4 - PGS.TS. Lê Công Hảo Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Khoa Vật lý – vật lý kỹ thuật Vật lý A3 Phần nguyên tử lý thuyết cổ điển PGS.TS. Lê Công Hảo Cell phone: 0917.657.009 Email: lchao@hcmus.edu.vn www.lchaovlhn.wordpress.comBài tập chương 4 (giáo trình): 1, 2, 3, 4, 8, 9 10, 11, 14.Chương IV: Lý thuyết cổ điểnvề vật lý nguyên tử 1.MẪU NGUYÊN TỬ THOMSON. - Tới thế kỉ XIX quan niệm về nguyên tử là phần tử cuối cùng không phân li được do Đêmôcrít đề xướng từ thế kỉ thứ V, trước công nguyên đã không thể tồn tại được nữa. - Bởi vì ngay từ sự kiện khám phá ra các hạt electron (1897) đã cho người ta nhận thấy rằng nguyên tử phải có những thành phần và những cấu trúc nhất định. - Năm 1904 nhà vật lý người Anh Thomson đã đưa ra mô hình nguyên tử cụ thể đầu tiên. Nguyên tử có dạng hình cầu với kích thước vào bậc Angstron (1Å=10-10 m). Tích điện dương dưới dạng một môi trường đồng chất, còn các electron thì phân bố rải rác và đối xứng bên trong hình cầu đó Môi trường đồng chất và tích điện dươngElectron =o Điện tích dương của môi trường và điện tích âm của các electron bằng nhau để đảm bảo tính trung hoà về điện của nguyên tử. Mô hình này còn được gọi là mẫu nguyên tử “bánh hạt nhân”.o Trong thời gian dài mẫu nguyên tử của Thomson có vẻ như hợp lý. Nhưng sau bằng cách cho những hạt đi xuyên sâu vào bên trong hạt nhân thì kết quả khác so với đoán nhận lý thuyết theo mẫu Thomson.2. THÍ NGHIỆM RUTHERFORD VỀ TÁN XẠ HẠT α- Các nhà khoa học dùng một nguồn phóng xạ tựnhiên phát ra chùm hạt alpha (α) có vận tốc lớn.Các hạt này là các nguyên tố Helium đã mất 2electron, vì vậy nó có điện tích (+2e)- Chùm hạt α đi qua một khe hẹp đập vào một lávàng mỏng, phía sau lá vàng là màn huỳnh quang,phủ lớp Sunfit kẽm nó cho ta một dấu hiệu loésáng khi có hạt alpha đập vào. 2. THÍ NGHIỆM RUTHERFORD VỀ TÁN XẠ HẠT α Chùm hạt alphaNguồn phát ZnS - Màn huỳnh quang Lá vàng 2. THÍ NGHIỆM RUTHERFORD VỀ TÁN XẠ HẠT αÔng ta nghĩ gì ???!!! - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -o Theo dự đoán hầu hết các hạt alpha sẽ xuyên qua lá vàng. Kết quả này dựa theo mẫu nguyên tử Thomson là nguyên tử có các điện tích dương phân bố đều trong nguyên tử.o Như vậy các hạt alpha chỉ chịu tác dụng của điện trường rất yếu, và coi như không chịu ảnh hưởng gì khi đi qua lá vàng, do vậy mà phương chuyển động ban đầu không thay đổi. 2. THÍ NGHIỆM RUTHERFORD VỀ TÁN XẠ HẠT αThế nhưng kết quả thí nghiệmhoàn toàn khác với dự đoán !o Kết quả thí nghiệm là:+ Đa số các hạt alpha bay thẳng, xuyên qualá vàng, nhưng số ít bị lệch với những gócrất lớn, thậm chí có hạt bay trở lại.+ Kết quả thí nghiệm mâu thuẫn với mẫunguyên tử Thomson.2. THÍ NGHIỆM RUTHERFORD VỀ TÁN XẠ HẠT α KẾT QUẢ NHẬN ĐƯỢC2. THÍ NGHIỆM RUTHERFORD VỀ TÁN XẠ HẠT α o Như vậy để giải thích được hiện tượng này thì phải giả thuyết rằng trong nguyên tử phải có một điện trường cực mạnh mới có thể làm cho các hạt alpha bị lệch so với góc lớn. o Từ đó Rutherford bỏ mẫu nguyên tử Thomson và cho ràng các điện tích dương trong nguyên tử phải tập trung lại trung tâm của nguyên tử và được gọi là hạt nhân của nguyên tử. o Như vậy nguyên tử có hạt nhân ở giữa, tại đó tập trung toàn bộ điện tích dương và gần như toàn bộ khối lượng của nguyên tử, xung quanh có các electron chuyển động.3.MẪU NGUYÊN TỬ Rutherford n+ 3.MẪU NGUYÊN TỬ Rutherfordo Với mô hình như vậy có thể giải thích được hiện tượng tán xạ của chùm hạt . Vì kích thước hạt nhân nhỏ hơn rất nhiều so với kích thước nguyên tử, nên đại bộ phận các hạt alpha xuyên qua được và đi thẳng,o Chỉ những hạt nào đi gần sát hạt nhân mới chịu lực đẩy n+ tĩnh điện, rất mạnh Làm cho nó có thể lệch hướng bay với góc lệch đáng kể.3.MẪU NGUYÊN TỬ Rutherford Rutherford giải thích sự tán xạ trên lá vàng Hạt bị lệch hướng. . . . Chùm hạt. alpha . . . Chùm hạt đi thẳng. . . . . . . . . Phôi vàng 3.1.MẪU HÀNH TINH NGUYÊN TỬ• Ta có thể hình dung tổng quát về mẫu nguyên tử Rutherford như sau:+ Nguyên tử gồm một hạt nhân chiếm mộtthể tích cực nhỏ ở chính giữa, tại đó tậptrung điện tích dương và gần như toàn bộkhối lượng của nguyên tử.+ Xung quanh hạt nhân có các electronchuyển động, tổng điện tích âm của cácelectron bằng tổng các điện tích dương củahạt nhân. Nếu số electron của nguyên tử làZ thì điện tích dương của hạt nhân là +Ze.• Số Z chính là nguyên tử số của các nguyên tố. Như vậy có thể nói rằng sự sắp xếp thứ tự của các ng ...