Atomas fizikoje chemijoje biologijoje geografijoje
5 (100%) 1 vote

Atomas fizikoje chemijoje biologijoje geografijoje

Įvadas

Šitame referate aš parašiau viską ką sužinojau apie atomo sandarą internete ir vadovėliuose. Sužinojau, kad viskas yra sudaryta iš molekulių, molekulės – iš atomų, o atomai – iš neutronų, elektronų ir protonų. Perskaičiau apie: Tomsono modelį, Kvantavimo taisyklę, lazerio spinduliavimą, atomą ir elektrą, Rezerfordo bandymus, planetinį atomo modelį, Rezerfordo atominį modelį, Kvantinę teoriją ir spektroskopiją, atomų sandarą cheminiu atžvilgiu. 10 klasės fizikos vadovėlyje perskaičiau apie: radioaktyvumą, fotoefektą, branduolių dalijimasį. Tad apie tai parašiau. Dar parašiau kas tai elektronas, protonas, neutronas ir izotopas Viskas ką sužinojau buvo labai įdomu.

Atomas fizikoje

Mintį, kad medžiaga susideda iš atskirų dalelių, pirmą kartą iškėlė Leukipas Miletietis I a. m. e. Šią idėją išplėtojo jo mokinys Demokritas, pradėjęs vartoti žodį „atomas“ (kilusį iš graikų kalbos žodžio „atomas“ – nedalomas). Džonas Daltonas (1766-1844) atgaivino šio žodžio vartoseną, moksliškai pagrindęs paprastą graikų idėją. Pasak Daltono, atomas yra mažytė nedaloma dalelė; medžiagos bazinis elementas, dalyvaujantis cheminėse reakcijose.

Boro postulatai: atominė sistema gali būti tik ypatingų stacionarių, arba kvantinių, būsenų, kurių kiekvieną atitinka tam tikra energija En; stacionarinės būsenos atomas nespinduliuoja (pirmas boro postulatas). Pereidamas iš vienos stacionarinės būsenos į kitą, atomas išspinduliuoja arba sugeria elektromagnetinės energijos kvantą (antrasis boro postulatas).

Kvantavimo taisyklė: nustato galimų orbitų spindulių, o kartu ir galimų energijų vertes. Skriejančio apskritimine orbita elektrono impulso mv modulis ir orbitos spindulys r nekinta. Vadinas dydis mvr – pastovus. Boras atkreipė dėmesį, kad Planko konstantos ir impulso momento matavimo vienetai sutampa. Padarė prielaidą – impulso modulio ir orbitos spindulio sandauga yra kartotinė Planko konstantai (tai ir yra kvantavimo taisyklė).

Atomas ir elektra: Daltono pažiūros į atomą buvo sugriautos 1897 m., kai Dž. Dž. Tomsonas (1856-1940) atrado, kad atomai gali skleisti dar mažesnes neigiamas elektringąsias daleles, vėliau pavadintas elektronais. Paaiškėjo, kad atomui būdinga tam tikra vidinė sandara. Tomsono atradimas rodė, jog atomas turi turėti ir teigiamų elektrintųjų dalelių. Mokslininkai iškėlė prielaidą, kad elektronai yra išsisklaidę teigiamame atome kaip razinos saldžioje bandelėje. Remiantis šiuo modeliu, buvo sunku paaiškinti kai kurias atomų savybes. Tobulesnis modelis buvo sukurtas, atradus radioaktyvumą. Jį atrado Antuanas Anri Bakeris (1852-1908) pastebėjęs, kad kai kurie sunkiųjų elementų atomai skleidžia savaiminį spinduliavimą. Yra trys šio spinduliavimo rūšys: beta dalelių (elektronų), alfa dalelių (teigiamų helio branduolių, susidedančių iš dviejų neutronų) ir gama spindulių kvantų (trumpabangių elektromagnetinių spindulių) spinduliavimas.

Kvantinė teorija ir spektroskopija: Kvantinė teorija ir spektroskopija padėjo danų fizikui Nilsui Borui (1885-1962) sukurti dar vieną svarbų atomo modelį. Kvantinės teorijos pagrindus sukūrė Maksas Plankas (1898-1947) 1900 m., nagrinėdamas įkaitusio kietojo kūno šiluminį spinduliavimą. Jis įrodė, kad energija skleidžiama ir sugeriama tik tam tikromis porcijomis, kurios buvo pavadintos kvantais. Spektroskopija pradėjo kurtis, kai Izoakas Niutonas (1643-1727) prizme išskleidė baltos šviesos spindulį į įvairių spalvų spindulius ir gavo regimosios šviesos spektrą. 1814 m. Jozefas fon Fraunhoferis (1787-1826) pastebėjo šviesos spektre tamsias linijas, kurios, kaip buvo nustatyta vėliau, sutampa su elektros išlydžio sužadinto vandenilio dujų spektro spalvotomis linijomis. Boras postulavo, kad vandenilio atomo elektronas gali judėti tam tikromis stacionariomis orbitomis; tamsios spektro linijos atitinka energijos kvanto absorbciją, o spalvotos linijos – kvanto emisiją, elektronui peršokant iš vienos orbitos į kitą. Boro teorija, vėliau patobulinta Ornoldo Zomerfeldo (1868-1951), gerai paaiškino vandenilio spektrą. Šių laikų kvantinė teorija pakeitė požiūrį į Baro orbitas – elektrono padėtį atome nusako tikimybė tam tikru momentu jį rasti tam tikroje vietoje. Tai suformulavo kvantinė mechanika. Ją sukūrė Verneris Heizenbergas (1901-1976) ir Ervinas Šrėdingeris (1887-1961). Tikimybė rasti elektroną tam tikroje vietoje yra Heizenbergo iškelto neapibrėžtumo principo apraiška. Šis principas teigia: jei tiksliai žinoma dalelės energija, tai nėra tiksliai žinoma jos buvimo vieta. Pasak Luji de Broilio (1892-1987) bangos-dalelės dualizmo principo, subatomines daleles galima nagrinėti ir kaip bangas, ir kaip daleles. Elektronų srautas, pavyzdžiui nagrinėjant katodinius spindulius, suvokiamas kaip dalelės, o elektroniniame mikroskope naudojamos elektronų srauto banginės savybės. Tačiau chemijoje vyrauja atomo kaip medžiagos mažiausios dalelės, kuri dalyvauja cheminėse reakcijose, sąvoka.

Radioaktyvumas: tyrimai parodė, kad radioaktyvumo priežastis glūdi atomų branduoliuose. Jie yra nestabilūs ir savaime skyla virsdami kitais branduoliais. Vykstant tokiems branduolių virsmas,
išspinduliuojamos įvairios dalelės.

Daugelis tyrimų leidžia tvirtinti, kad gamtoje randama dviejų rūšių radioaktyviųjų atomų: vieni jų spinduliuoja α daleles (helio branduolius) ir γ spindulius (trumpas elektromagnetines bangas), kiti – β daleles (elektronus). Jei vienu metu iš medžiagos išspinduliuojamos α ir β daleles bei γ spinduliai, vadinasi, toje medžiagoje yra įvairiai spinduliuojančių atomų.

Radioaktyvumas tai spontaniškas nestabilių kurio nors cheminio elemento izotopų virsmas kito elemento izotopais, išspinduliuojant elementarias daleles arba branduolius. Vykstant radioaktyviam skilimui, radioaktyvaus elemento atomų skaičius laipsniškai mažėja. Negalima tiksliai pasakyti, kada ir kuris branduolys skils, tačiau egzistuoja tam tikra tikimybė kiekvieno branduolio skilimui per tam tikrą laiką. Laikas, per kurį suskyla pusė radioaktyvaus izotopo branduolių, vadinamas radioaktyvaus skilimo pusperiodžiu.

Fotoefektas: 1887 m. vokiečių mokslininkas H. Hercas pastebėjo, kad įelektrintos metalinės plokštelės, apšviestos ultravioletine šviesa, išsielektrina greičiau.

Ultravioletiniai spinduliai išplėšia iš plokštelės paviršiaus elektronus. Neigiamai įelektrinta plokštelė juos stumia, todėl elektrometras išsielektrina. Tuo tarpu teigiamai įelektrinta plokštelė išplėštus elektronus traukia prie savęs ir šie grįžta atgal.

Elektronų išplėšimas iš medžiagos, veikiamos šviesa, vadinamas fotoefektu.

Fotoefekto reiškinį 1905 m. puikiai paaiškino garsus Albertas Einšteinas, remdamasis fotonų teorija. Pagal energijos tvermės dėsnį, į metalą krintančio fotono ( šviesas kvanto) energijos viena dalis eikvojama darbui, kurį reikia atlikti išplėšiant elektroną iš metalo, o kita virsta elektrono kinetine energija.

Branduolių dalijimasis: vokiečių mokslininkai Otas Hanas ir Frizas Štrasmanas 1938 m. pastebėjo, kad, apšaudomi neutronais, urano branduoliai suskyla į dvi apylyges dalis – branduolio skeveldras, be to, dar išmetami 2-3 neutronai. Šis reiškinys buvo pavadintas branduolio dalijimusi.

Dalijantis branduoliams, išsiskiria milžiniška energija, vadinama branduoline.patyrimas rodo, kad nejudančių dalijimosi produktų masė (rimties masė)yra mažesnė už pradinių produktų rimties masę. Vadinasi, išsiskyrusi energija susijusi su rimties masės pokyčiu.

Iš besidalijančio urano branduolio ar jo skeveldrų išlėkę neutronai (antriniai neutronai) gali sukelti vis naujų branduolinių dalijimąsi. Tokia savaime stiprėjanti branduolinė reakcija vadinama grandinine dalijimosi reakcija.

Ją sukeliančios dalelės (neutronai) yra jos pačios produktai. Jei tokie reakcija sužadinama tam tikros (krizinės masės) ar didesnės masės urano ar plutonio gabale, staiga išsiskiria milžiniška energija – įvyksta branduolinis sprogimas.

Atomas chemijoje

Tomsono modelis: atomo krūbis užinma visą atomą ir pasiskirstęs jame vienodu tankiu. Suėtingesnių atomų teigiamai elektringame rutulyje yra keletas elektronų. Taigi atomas panašus į kexą su razinomis, kurios atitinka elektronus.

Rezerfordo bandymai: tyrinėjo kaip pasiskirstęs teigiamas atomo krūvis, pasiūlė zonduodi atomą a dalelėmis. Šiomis dalelėmis apšaudė sunkiųjų elementų atomus. Išilgai švininio ritinio išgręžtas siauras kanalas. Jame padėtas radioktyvus preparatas. Iš kanalo sklindantis a dalelių pluoštas krisdavo į tiriamos medžiagos (auko, vario, etc) foliją. Išsklaidytosa dalelės patekdavo į pusskaidrį ekraną, padengtą simko sulfidu. A dalelei susidūrus su ekranu, blykstelėdavo šviesa (matoma pro mikroskopą). Visas prietaisas įdedamas į indą be oro. Kai būdavo išimta folija, ekrane pasirodydavo šiesus skritulėlis, padėjus foliją išskaidytos a dalelės pasiskirstydavo didesniame ektrano plote. Paaiškejo, kad 1 iš 2000 dalelių nukrypdavo didesniu nei 900 kampu. Išvados: didžioji atomo tūrio dalis – tuštuma; beveik visa atomo masė ir jo teigiamas krūvis sukoncentruoti atomo branduolyje; elektronai skrieja apie branduolį uždaromis trajektorijomis.

Planetinis atomo modelis: rezerfordo bandymai patvirtina planetinį atomo modelį. Atomo centre yra teigiamai elektringas branduolys, kuriame sutelkta beveik visa atomo masė. atomas neutralus. Todėl jo elektronų skaičius, kaip ir branduolio krūvis, lygus elemento eilės numeriui. Elektronai skrieja aplink branduolį kaip planetos aplink saulę, todėl, kad branduolys juos veikia kulono jėga. Vandenilis turi teigiamą krūvį, kuris lygus elektrono krūvio moduliui, ir masę, maždaug 1836 karto didesnis už elektrono masę. Šitas branduolys buvo pavadintas protonu ir pradėtas laikyti elementaria dalele. Atomo dydis – tai jo elektrono orbitos spindulio ilgis.

Šiuo metu Jūs matote 32% šio straipsnio.
Matomi 1405 žodžiai iš 4426 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.