Recommended
More Related Content
What's hot
What's hot (20)
Similar to ทฤษฎีอะตอมของโบร์
Similar to ทฤษฎีอะตอมของโบร์ (20)
More from Chanthawan Suwanhitathorn
More from Chanthawan Suwanhitathorn (20)
Recently uploaded
Recently uploaded (9)
ทฤษฎีอะตอมของโบร์
- 2. ข้อบกพร่อง ของแบบจําลองอะตอมตามทัศนะ ของรัทเทอร์ฟอร์ด 1. ไม่สามารถอธิบายได้ว่าอิเลคตรอนโคจรอยู่รอบ ๆ นิวเคลียสได้ อย่างไรทั้ง ๆ ที่ถูกดูดโดยนิวเคลียส 2. อธิบายไม่ได้ว่า ทําไมการที่อิเลคตรอนโคจรรอบนิวเคลียสเป็นส่วนโค้ง ของวงกลม แสดงว่าอิเลคตรอน จะต้องมีความเร่งในทิศสู่ศูนย์กลาง ซึ่งตามทฤษฎีของแม็กเวลซ์ถ้าอิเลคตรอนเคลื่อนที่ด้วยความเร่งจะ ปล่อย คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาจากตัวเอง ทําให้พลังงานของ อิเลคตรอนลดลง และเมื่อพลังงานของอิเลคตรอนลดลง แสดงว่าวง โคจรของอิเลคตรอนจะต้องลดลงด้วย และตามหลักดังกล่าวจะทําให้ รัศมีวงโคจรของอิเลคตรอนลดลงเรื่อย ๆ ในที่สุด จะถูกดูดโดย นิวเคลียส
- 3. ข้อบกพร่อง ของแบบจําลองอะตอมตามทัศนะ ของรัทเทอร์ฟอร์ด (ต่อ) 3. ไม่สามารถอธิบายได้ว่าประจุบวกรวมตัวกันเป็นปริมาตรเล็ก ๆ อยู่ที่ แกนกลางของอะตอมได้อย่างไร ทั้ง ๆ ที่ประจุบวกมีแรงผลักทาง คูลอบ์มซึ่งกันและกัน 4. แบบจําลองไม่ได้อธิบายการจัดเรียงตัวของอิเลคตรอนในอะตอมว่า อิเลคตรอนมีการจัดเรียงตัวกันอย่างไร ในกรณีที่มีอิเลคตรอนหลาย ตัว
- 4. การแผ่รังสีของวัตถุดํา - วัตถุทุกชนิดถ้ามีอุณหภูมิสูงกว่าศูนย์องศาสัมบูรณ์จะแผ่รังสี คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาได้ทุกความถี่ - วัตถุที่ร้อนและมีอุณหภูมิสูงนอกจากจะแผ่รังสีแล้วยังสามารถดูดกลืน รังสีจากสิ่งแวดล้อมด้วย - อัตราการดูดกลืนและแผ่รังสีจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและชนิดของพื้นผิว - วัตถุต่างชนิดกันจะมีความสามารถในการแผ่รังสีและดูดกลืนรังสี ต่างกัน - วัตถุที่แผ่รังสีและดูดกลืนรังสีได้อย่างสมบูรณ์เรียกว่า วัตถุดํา (Black body) - วัตถุดําจะดูดกลืนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทุกความถี่ที่ตกกระทบโดยไม่ สะท้อนออกมา
- 5. การแผ่รังสีของวัตถุดํา (ต่อ) วิดีโอ การแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของวัตถุดํา วิดีโอ Black Body Radiation
- 7. สมมติฐานของพลังค์ (Planck’s hypothesis) มักซ์ พลังค์ ได้อธิบายการแผ่รังสีของวัตถุดํา โดยเสนอ สมมติฐาน ของพลังค์ ที่มีใจความว่า “พลังงานที่วัตถุดําดูดกลืนเข้าไปหรือปลดปล่อย ออกมา มีค่าได้เฉพาะบางค่าเท่านั้น ซึ่งจะเป็นจํานวนเท่าของค่า hf ”
- 8. สมมติฐานของพลังค์ (Planck’s hypothesis) (ต่อ) ค่าพลังงาน hf เรียกว่า ควอนตัมของพลังงาน (Quantum of energy) ดังนั้น พลังงาน 1 ควอนตัม เท่ากับ hf
- 9. โฟตอน (Photon) จากสมมติฐานของพลังค์ทําให้ไอน์สไตน์ตั้งทฤษฎีโฟตอนขึ้น โดยกล่าว ว่า แสงประกอบด้วยกลุ่มก้อนพลังงาน เรียกว่า โฟตอน (Photon) แต่ละ โฟตอนจะมีพลังงานเท่ากับ hf
- 11. สเปกตรัมของอะตอม (Atomic spectrum) เมื่อให้พลังงานกับอะตอมของธาตุในสถานะแก๊ส จะทําให้ อะตอมอยู่ในสถานะกระตุ้น เมื่ออะตอมกลับสู่สถานะพื้นจะคาย พลังงานออกมาในรูปคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นและ ความถี่แตกต่างกัน ซึ่งเป็นสมบัติเฉพาะของอะตอมแต่ละธาตุ เรียกคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แผ่ออกมานี้ว่า “สเปกตรัมของอะตอม”
- 12. สเปกตรัมของอะตอม (Atomic spectrum) (ต่อ)
- 13. สเปกตรัมของอะตอม (Atomic spectrum) (ต่อ)
- 15. สเปกโทรสโกป (Spectroscope) สเปกโทรสโกป คือ อุปกรณ์ที่ใช้แยกแสงออกเป็นช่วงคลื่นที่ชัดเจน
- 17. อนุกรมสเปกตรัมของไฮโดรเจน เมื่อ λ คือ ความยาวคลื่นของสเปกตรัม หน่วย m RH คือค่าคงตัวของริดเบิร์ก เท่ากับ 1.097 x 107 m-1 nf คือ ระดับชั้นพลังงานหลังเกิดการเปลี่ยนแปลง ni คือ ระดับชั้นพลังงานก่อนเกิดการเปลี่ยนแปลง
- 23. พัฒนาจากแบบจําลอง อะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด แบบจําลองอะตอม ของโบร์ สเปกตรัมไฮโดรเจนควอนตัมพลังงาน โบร์เสนอว่า อะตอมจะ ประกอบด้วยโปรตอนและ นิวตรอนรวมเป็นนิวเคลียส ตรงกลางอะตอม และมี อิเล็กตรอนในอะตอมโคจร รอบนิวเคลียสเป็นชั้น ๆ ตามระดับพลังงาน พิจารณา : ไฮโดรเจน
- 24. สมมติฐานแบบจําลองอะตอมของโบร์ 1. อิเล็กตรอนเคลื่อนที่เป็นวงกลมรอบนิวเคลียส โดยมีแรงดึงดูด ระหว่างประจุหรือแรงคูลอมบ์เป็นแรงเข้าสู่ศูนย์กลาง 2. อิเล็กตรอนจะโคจรอยู่ในวงโคจรพิเศษที่ไม่แผ่ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาหรือไม่มีการสูญเสียพลังงาน 3. เมื่ออิเล็กตรอนมีการเปลี่ยนวงโคจรจากระดับพลังงานสูงกว่าไป สู่วงโคจรใหม่ที่มีระดับพลังงานตํ่ากว่าจะปลดปล่อยพลังงาน ∆E ออกมาในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่ง ∆E = hf ในทางกลับ กัน เมื่ออิเล็กตรอนได้รับพลังงาน ∆E จะเปลี่ยนวงโคจรจาก ระดับพลังงานตํ่ากว่าไปสู่วงโคจรที่มีระดับพลังงานสูงกว่า
- 25. สมมติฐานแบบจําลองอะตอมของโบร์ (ต่อ) 4. วงโคจรที่เป็นไปได้ของอิเล็กตรอน คือ วงโคจรที่อิเล็กตรอน มีโมเมนตัมเชิงมุม (Angular momentum : L) คงตัว เท่ากับ nħ หรือเขียนแทนด้วยสมการ ; h = 6.626x10-34 J.s
- 26. รัศมีของโบร์ -------- (1) แทนค่า v(n) ในสมการที่ (1) -------- (2)
- 29. ระดับพลังงานของอิเล็กตรอน (ต่อ) สมการที่ 6 เป็นสมการของพลังงานรวมของอิเล็กตรอนในขณะโคจร ในชั้นที่ n ใด ๆ เมื่อแทนค่าคงตัวต่าง ๆ และแทนค่า n 1 จะได้ -------- (6)
- 31. ระดับพลังงานของอิเล็กตรอน (ต่อ) ค่าพลังงานของอิเล็กตรอน เมื่อ n = 1 เป็นพลังงานในระดับ ตํ่าสุดของอะตอม ถ้าต้องการให้ อิเล็กตรอนในระดับพลังงานตํ่า สุดหลุดออกจากอะตอม จะต้อง ใช้พลังงานอย่างน้อย 13.6 eV เรียกพลังงานนี้ว่า พลังงานไอออไนซ์ (Ionization energy)
- 32. การหาพลังงานเมื่ออิเล็กตรอนเปลี่ยนระดับชั้นพลังงาน ΔE = Ef - Ei เมื่อ ΔE คือ พลังงานที่เปลี่ยนแปลง หน่วย J หรือ eV + แสดงว่า รับพลังงาน - แสดงว่า คายพลังงาน Ef คือ พลังงานหลังเกิดการเปลี่ยนระดับชั้น หน่วย J หรือ eV Ei คือ พลังงานก่อนเกิดการเปลี่ยนระดับชั้น หน่วย J หรือ eV
- 33. ข้อบกพร่อง ของแบบจําลองอะตอมของโบร์ - อธิบายได้ดีแค่โครงสร้างอะตอมขนาดเล็ก - ไม่สามารถอธิบายสเปกตรัมของอะตอมที่มีอิเล็กตรอนมากกว่า 1 ตัวได้
- 38. การทดลองของฟรังก์และเฮิรตซ์ ศึกษาการรับพลังงานของไอปรอทจากอิเล็กตรอนที่ถูกเร่ง พบว่า 1. Ek ของอิเล็กตรอน < 4.9 eV ไม่มีการถ่ายโอนพลังงานให้ อะตอมของปรอท 2. Ek ของอิเล็กตรอน = 4.9 eV มีการถ่ายโอนพลังงานให้ อะตอมของปรอท 3. Ek ของอิเล็กตรอน > 4.9 eV ก็ถ่ายโอนพลังงานให้อะตอม ของปรอทแค่ 4.9 eV เท่านั้น
- 39. การทดลองของฟรังก์และเฮิรตซ์ (ต่อ) ฟรังก์และเฮิรตซ์ จึงสรุปว่า - พลังงานของอะตอมปรอทมีค่าไม่ต่อเนื่องกัน - การที่ไม่รับพลังงานตํ่ากว่า 4.9 eV แสดงว่า 4.9 eV เป็นระดับ พลังงานน้อยที่สุด ซึ่งเมื่ออะตอมปรอทได้รับแล้วจะขึ้นไปอยู่ใน ระดับพลังงานที่สูงขึ้นถัดไป - เมื่ออะตอมปรอทลดระดับพลังงานลงมายังระดับพลังงานตํ่าสุดจะ คายพลังงานออกมาเท่ากับ 4.9 eV ในรูปคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า - คลื่นที่เปล่งออกมามีความยาวคลื่น 253.5 nm ซึ่งคํานวณพบว่า แสงนี้มีพลังงาน 4.9 eV พอดี ซึ่งสนับสนุนความคิดของโบร์ที่ว่า พลังงานของอะตอมมีค่าไม่ต่อเนื่อง
- 41. รังสีเอกซ์ (X-rays) ใน พ.ศ. 2438 วิลเฮล์ม คอนราด เรินต์เกน(Wilhelm Konrad Roentgen) นักฟิสิกส์ ชาวเยอรมัน ได้ค้นพบรังสี เอกซ์โดยบังเอิญขณะที่กําลัง ทดลองเกี่ยวกับรังสีแคโทด การศึกษาต่อมาพบว่า รังสีเอกซ์สามารถทะลุผ่านวัตถุที่ไม่หนา จนเกินไป เช่น กระดาษ ไม้ เนื้อเยื่อของคนและสัตว์ โดยรังสี เอกซ์เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้นมาก Wilhelm Konrad Roentgen
- 42. รังสีเอกซ์ (X-rays) (ต่อ) การสร้างรังสีเอกซ์จะใช้หลอดแก้วสุญญากาศที่มีขั้วไฟฟ้าที่ทําจาก ทังสเตนต่ออยู่กับแหล่งจ่ายไฟฟ้าความต่างศักย์สูง ขั้วไฟฟ้าจะถูกทําให้ ร้อนและเร่งอิเล็กตรอนให้พุ่งเข้าชนเป้าโลหะที่ทําจากทองแดง
- 43. 1. รังสีเอกซ์แบบสเปกตรัมต่อเนื่อง (Continuous spectrum x-rays) เกิดจากอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ เข้าใกล้นิวเคลียสของอะตอมเป้า โลหะ แรงทางไฟฟ้าจากนิวเคลียส จะทําให้อิเล็กตรอนมีความเร็ว เปลี่ยนไป อิเล็กตรอนจะสูญเสีย พลังงานจลน์และปลดปล่อย พลังงานออกมาในรูปรังสีเอกซ์ โดยความยาวคลื่นของรังสี เอกซ์จากกระบวนการนี้มีค่าต่อ เนื่อง จึงเรียกว่า รังสีเอกซ์ต่อเนื่อง
- 44. 1. รังสีเอกซ์แบบสเปกตรัมต่อเนื่อง (Continuous spectrum x-rays) (ต่อ) ถ้าพลังงานจลน์ทั้งหมดของอิเล็กตรอนเปลี่ยนเป็นพลังงาน คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในรูปของรังสีเอกซ์จะมีสมการดังนี้
- 45. 2. รังสีเอกซ์แบบสเปกตรัมลักษณะเฉพาะ (Characteristic spectrum x-rays) เกิดจากอิเล็กตรอนไปชนกับ อิเล็กตรอนในวงโคจรชั้นในของ อะตอมที่เป็นเป้า จนอิเล็กตรอนนั้น หลุดออกมา อิเล็กตรอนในวงโคจร ชั้นถัดมาที่มีระดับพลังงานสูงกว่าจึง เข้าไปแทนที่พร้อมปล่อยพลังงาน ออกมาในรูปรังสีเอกซ์ที่มีค่าเฉพาะ ซึ่งเป็นการยืนยันความถูกต้องของ ทฤษฎีอะตอมของโบร์ที่ว่า อะตอมมี ระดับพลังงานเป็นชั้น ๆ ไม่ต่อเนื่อง
- 49. ข้อสอบแนว O-Net ถ้าอิเล็กตรอนถูกเร่งจากเป้าโลหะทองแดงไปชนเป้าโลหะทังสเตน ด้วยความต่างศักย์ไฟฟ้า 20,000 โวลต์ ความยาวคลื่นตํ่าที่สุดของ รังสีเอกซ์ที่สามารถเกิดขึ้นได้จะมีค่าเท่าไร 1. 0.062 nm 2. 3.87 nm 3. 6.2 nm 4. 38.7 nm 5. 62 nm