· Ілля Добрий · ГДЗ · 2 хв. читати
Віртуальна робота № 10. Моделювання атома (Засєкіна 9 клас)
Тема: Моделювання атома.
Мета: ознайомитися з основними історичними моделями будови атома за допомогою комп’ютерного моделювання та з’ясувати переваги квантової моделі Бора у поясненні оптичних спектрів випромінювання.
Обладнання: комп’ютер або планшет, віртуальна симуляція PhET «Моделі атома водню» (Models of the Hydrogen Atom).
Віртуальна симуляція
🔗 Відкрити симуляцію «Моделі атома водню» (PhET)
Хід роботи та аналіз моделей
Увімкни режим «Передбачення» (Prediction) та по черзі протестуй різні моделі під дією пучка фотонів білого або монохроматичного світла:
Таблиця. Порівняння моделей атома водню
| Модель / Автор | Суть моделі | Відповідність реальним спектрам |
|---|---|---|
| Куля Дальтона (1803) | Неподільна пружна мікрокулька без внутрішніх зарядів | Не пояснює існування лінійчастих спектрів (фотони відбиваються механічно) |
| «Пудинг» Томсона (1904) | Позитивно заряджена сфера з увімкненими всередину електронами | Не пояснює розсіювання -частинок і лінійчастий спектр |
| Планетарна Резерфорда (1911) | Позитивне масивне ядро в центрі, навколо якого коловими орбітами обертаються електрони | За класичною електродинамікою електрон, рухаючись із прискоренням, мав би випромінювати енергію і за впасти на ядро (не пояснює стабільність атома) |
| Квантова Бора (1913) | Електрони перебувають на стаціонарних дозволених орбітах без випромінювання; випромінювання або поглинання світла відбувається квантами $h\nu = | E_n - E_m |
| Хвильова де Бройля (1924) | Електрон проявляє властивості хвилі, що утворює замкнену стоячу хвилю довкола ядра () | Теоретично обґрунтовує квантові постулати Бора на основі корпускулярно-хвильового дуалізму |
Висновки
- Класичні фізичні моделі не здатні пояснити стабільність атома та лінійчастий вигляд його спектра.
- Квантова модель Бора успішно пояснює дискретні спектральні лінії атома водню: атом випромінює або поглинає світло строго визначеними порціями (квантами) при переходах електронів між стаціонарними енергетичними рівнями.
- Сучасна квантово-хвильова теорія розглядає електрон не як точкову кульку, а як квантовий об’єкт із хвильовими властивостями (хвиля де Бройля, електронна хмара).