Šiandien kalbėsime apie tai, kas yra atomo energijos lygis, kai žmogus susiduria su šia koncepcija ir kur jis taikomas.
Mokyklos fizika
Люди впервые встречаются с естественными науками mokykloje. Ir jei septintaisiais mokymosi metais vaikai vis dar ieško naujų žinių apie biologiją ir chemiją, tada vidurinėje mokykloje jie pradeda bijoti. Atėjus atominės fizikos posūkiui, šios disciplinos pamokos jau įkvepia tik nesuprantamas problemas. Tačiau verta prisiminti, kad visi atradimai, kurie dabar tapo nuobodūs mokyklos dalykai, turi nežymų istoriją ir visą naudingų programų arsenalą. Išsiaiškinti, kaip veikia pasaulis, yra tai, kaip atverti karstą su kažkuo įdomiu viduje: jūs visada norite rasti slaptą skyrių ir atrasti kitą turtą. Šiandien kalbėsime apie vieną pagrindinių atominės fizikos sąvokų, medžiagos struktūrą.
Nedalomas, sudėtinis, kvantinis
Iš senovės graikų kalbos išverstas žodis „atomas“kaip „nedaloma, mažiausiai“. Šis požiūris yra mokslo istorijos istorija. Kai kurie senovės graikai ir indai tikėjo, kad viskas pasaulyje susideda iš mažiausių dalelių.
Šiuolaikinėje istorijoje buvo chemijos eksperimentaigaminami daug anksčiau nei fiziniai tyrimai. XVII ir XVIII a. Mokslininkai pirmiausia dirbo didindami šalies, karaliaus ar kunigaikščio karinę galią. Ir norint sukurti sprogmenis ir šautuvus, reikėjo suprasti, ką jie sudaro. Dėl to mokslininkai nustatė, kad kai kurie elementai negali būti skirstomi virš tam tikro lygio. Taigi yra mažiausių cheminių savybių turinčių medžiagų.
Bet jie buvo neteisingi. Atomas pasirodė esąs sudėtinė dalelė, o jo sugebėjimas keistis yra kvantinis. Tai rodo atominės energijos lygių perėjimai.
Teigiamas ir neigiamas
XIX a. Pabaigoje mokslininkaikreipėsi į mažiausių medžiagų dalelių tyrimą. Pavyzdžiui, buvo aišku: atomas turi ir teigiamus, ir neigiamai įkrautus komponentus. Tačiau atomo struktūra buvo nežinoma: jos elementų vieta, sąveika, svorio santykis liko paslaptis.
Rutherfordas sukėlė alfa dalelių sklaidos patirtįplona aukso folija. Jis nustatė, kad atomų centre yra sunkių teigiamų elementų, o kraštuose yra labai šviesių neigiamų. Tai reiškia, kad skirtingų įkrovų nešikliai yra dalelės, kurios nėra panašios. Tai paaiškino atomų prievolę: prie jų galėjo pridėti elementą arba jį pašalinti. Lūžta pusiausvyra, išlaikiusi visos sistemos neutralumą, ir atomas įgijo mokestį.
Elektronai, protonai, neutronai
Vėliau paaiškėjo:šviesos neigiamos dalelės yra elektronai, o sunkus teigiamas branduolys susideda iš dviejų tipų nukleonų (protonų ir neutronų). Protonai skyrėsi nuo neutronų tik tuo, kad pirmasis buvo teigiamai įkrautas ir sunkus, o antrasis - tik masė. Sunku pakeisti branduolio sudėtį ir krūvį: tai reikalauja neįtikėtinos energijos. Tačiau elektronų atomas yra daug lengviau dalintis. Yra daugiau elektronegatyvių atomų, kurie „pasirenka“ elektroną lengviau, o mažiau elektronegatyvūs, o tai „atsisakys“. Tokiu būdu susidaro atomo krūvis: jei yra elektronų perteklius, tai yra neigiamas, o jei trūkumas yra teigiamas.
Ilgalaikis visatos gyvenimas
Tačiau tokia atominė struktūra nesuprato mokslininkų.Pagal klasikinę fiziką, kuri tuo metu dominavo, elektronas, kuris nuolat judėjo aplink branduolį, turėjo nuolat skleisti elektromagnetines bangas. Kadangi šis procesas reiškia energijos praradimą, visos neigiamos dalelės greitai neteks greičio ir patenka į šerdį. Tačiau visata egzistavo labai ilgai, o pasaulinė katastrofa dar neįvyko. Buvo pernelyg senas dalykas.
Bora posteriai
Paaiškinkite, ar neatitikimas gali postuluoti Bohr.Tada tai buvo tik pareiškimai, šuoliai į nežinomus, kurie nebuvo pagrįsti skaičiavimais ar teorijomis. Pasak postulatų, atomuose buvo elektronų energijos lygiai. Kiekviena neigiamo krūvio dalelė gali būti tik šiuose lygiuose. Perėjimas tarp orbitų (vadinamųjų lygių) atliekamas šuoliu, o elektromagnetinės energijos kiekis išleidžiamas arba sugeriamas.
Vėliau Planko kvantinis atradimas paaiškino šį elektronų elgesį.
Šviesa ir atomas
Perėjimui reikalingas energijos kiekis priklauso nuo atstumo tarp atomo energijos lygių. Kuo toliau jie yra vienas nuo kito, tuo didesnis išsiskyręs ar sugeriamas kvantas.
Šviesa yra žinoma kaip kvantas.elektromagnetinis laukas. Taigi, kai elektrono atomas juda iš aukštesnio į žemesnį lygį, jis sukuria šviesą. Šiuo atveju atvirkštinis įstatymas taip pat veikia: kai elektromagnetinė banga patenka į objektą, ji sužadina savo elektronus ir perkelia į aukštesnį orbitą.
Be to, atomo energijos lygiaiyra individualūs kiekvienam cheminio elemento tipui. Atstumai tarp orbitų yra skirtingi vandenilio ir aukso, volframo ir vario, bromo ir sieros atžvilgiu. Todėl bet kurio objekto (įskaitant žvaigždes) emisijos spektrų analizė vienareikšmiškai nustato, kurios medžiagos ir kiek jo yra.
Šis metodas plačiai naudojamas. Naudojama spektro analizė:
- teismo ekspertizės srityje;
- maisto ir vandens kokybės kontrolės srityje;
- gaminant prekes;
- kuriant naujas medžiagas;
- tobulinant technologijas;
- moksliniuose eksperimentuose;
- tyrinėjant žvaigždes.
Šis sąrašas tik apytiksliai parodo, kiekelektroninių lygių atradimas atome pasirodė esąs naudingas. Elektroniniai lygiai yra stambiausi, didžiausi. Yra mažesni vibracijos lygiai ir dar smulkesni sukimosi lygiai. Bet jie aktualūs tik sudėtingiems junginiams - molekulėms ir kietosioms medžiagoms.
Turiu pasakyti, kad branduolio struktūra vis dar nėraiki galo. Pavyzdžiui, nėra atsakymo į klausimą, kodėl toks neutronų skaičius atitinka tam tikrą skaičių protonų. Mokslininkai teigia, kad atominiame branduolyje taip pat yra tam tikras elektroninių lygių analogas. Tačiau tai dar nėra įrodyta.
