Download as PDF, PPTX
More Related Content
![Ch13 mp2 atom&nucleus[2]](https://cdn.slidesharecdn.com/ss_thumbnails/ch13mp2atomnucleus2-100918021522-phpapp02-thumbnail.jpg?width=640&height=640&fit=bounds)
ทฤษฎีอะตอมของโบร์
- 1.
- 2. ข้อบกพร่อง ของแบบจําลองอะตอมตามทัศนะ ของรัทเทอร์ฟอร์ด 1. ไม่สามารถอธิบายได้ว่าอิเลคตรอนโคจรอยู่รอบๆ 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 วิดีโอBlack Body Radiation
- 6.
- 7. สมมติฐานของพลังค์ (Planck’s hypothesis) มักซ์พลังค์ 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 ว่าแสงประกอบด้วยกลุ่มก้อนพลังงาน เรียกว่า โฟตอน (Photon) แต่ละ โฟตอนจะมีพลังงานเท่ากับ hf
- 11. สเปกตรัมของอะตอม (Atomic spectrum) เมื่อให้พลังงานกับอะตอมของธาตุในสถานะแก๊สจะทําให้ อะตอมอยู่ในสถานะกระตุ้น เมื่ออะตอมกลับสู่สถานะพื้นจะคาย พลังงานออกมาในรูปคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นและ ความถี่แตกต่างกัน ซึ่งเป็นสมบัติเฉพาะของอะตอมแต่ละธาตุ เรียกคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แผ่ออกมานี้ว่า “สเปกตรัมของอะตอม”
- 12.
- 13.
- 15. สเปกโทรสโกป (Spectroscope) สเปกโทรสโกป คืออุปกรณ์ที่ใช้แยกแสงออกเป็นช่วงคลื่นที่ชัดเจน
- 16.
- 17. อนุกรมสเปกตรัมของไฮโดรเจน เมื่อ λ คือความยาวคลื่นของสเปกตรัม หน่วย m RH คือค่าคงตัวของริดเบิร์ก เท่ากับ 1.097 x 107 m-1 nf คือ ระดับชั้นพลังงานหลังเกิดการเปลี่ยนแปลง ni คือ ระดับชั้นพลังงานก่อนเกิดการเปลี่ยนแปลง
- 21.
- 23.
- 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. วงโคจรที่เป็นไปได้ของอิเล็กตรอนคือ วงโคจรที่อิเล็กตรอน มีโมเมนตัมเชิงมุม (Angular momentum : L) คงตัว เท่ากับ nħ หรือเขียนแทนด้วยสมการ ; h = 6.626x10-34 J.s
- 26. รัศมีของโบร์ -------- (1) แทนค่า v(n) ในสมการที่(1) -------- (2)
- 27.
- 28.
- 29. ระดับพลังงานของอิเล็กตรอน (ต่อ) สมการที่ 6เป็นสมการของพลังงานรวมของอิเล็กตรอนในขณะโคจร ในชั้นที่ n ใด ๆ เมื่อแทนค่าคงตัวต่าง ๆ และแทนค่า n 1 จะได้ -------- (6)
- 30.
- 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
- 40.
- 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 ทังสเตนต่ออยู่กับแหล่งจ่ายไฟฟ้าความต่างศักย์สูงขั้วไฟฟ้าจะถูกทําให้ ร้อนและเร่งอิเล็กตรอนให้พุ่งเข้าชนเป้าโลหะที่ทําจากทองแดง
- 43. 1. รังสีเอกซ์แบบสเปกตรัมต่อเนื่อง (Continuous spectrumx-rays) เกิดจากอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ เข้าใกล้นิวเคลียสของอะตอมเป้า โลหะ แรงทางไฟฟ้าจากนิวเคลียส จะทําให้อิเล็กตรอนมีความเร็ว เปลี่ยนไป อิเล็กตรอนจะสูญเสีย พลังงานจลน์และปลดปล่อย พลังงานออกมาในรูปรังสีเอกซ์ โดยความยาวคลื่นของรังสี เอกซ์จากกระบวนการนี้มีค่าต่อ เนื่อง จึงเรียกว่า รังสีเอกซ์ต่อเนื่อง
- 44. 1. รังสีเอกซ์แบบสเปกตรัมต่อเนื่อง (Continuous spectrumx-rays) (ต่อ) ถ้าพลังงานจลน์ทั้งหมดของอิเล็กตรอนเปลี่ยนเป็นพลังงาน คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในรูปของรังสีเอกซ์จะมีสมการดังนี้
- 45. 2. รังสีเอกซ์แบบสเปกตรัมลักษณะเฉพาะ (Characteristic spectrumx-rays) เกิดจากอิเล็กตรอนไปชนกับ อิเล็กตรอนในวงโคจรชั้นในของ อะตอมที่เป็นเป้า จนอิเล็กตรอนนั้น หลุดออกมา อิเล็กตรอนในวงโคจร ชั้นถัดมาที่มีระดับพลังงานสูงกว่าจึง เข้าไปแทนที่พร้อมปล่อยพลังงาน ออกมาในรูปรังสีเอกซ์ที่มีค่าเฉพาะ ซึ่งเป็นการยืนยันความถูกต้องของ ทฤษฎีอะตอมของโบร์ที่ว่า อะตอมมี ระดับพลังงานเป็นชั้น ๆ ไม่ต่อเนื่อง
- 49. ข้อสอบแนว O-Net ถ้าอิเล็กตรอนถูกเร่งจากเป้าโลหะทองแดงไปชนเป้าโลหะทังสเตน ด้วยความต่างศักย์ไฟฟ้า 20,000โวลต์ ความยาวคลื่นตํ่าที่สุดของ รังสีเอกซ์ที่สามารถเกิดขึ้นได้จะมีค่าเท่าไร 1. 0.062 nm 2. 3.87 nm 3. 6.2 nm 4. 38.7 nm 5. 62 nm
- 50.