Introduction à la Physique Atomique : Des Premiers Modèles aux Concepts Quantiques

1. Le coin repas et atome. Spectroscopie et l'analyse chimique. En 1860, Kirchoff et Bunsen découvrent une technique très particulière de l'analyse spectroscopique, qui se composait de différentes substances se vaporisant par une flamme très chaude, à regarder pour qu'ils émettent de la lumière des différents ensembles de lignes colorées. El est ce qu'on appelle le spectre d'émission et chaque élément a son propre. Le degré de complexité et l'unicité des spectres doivent être le reflet de leurs atomes. Tubes à décharge et cathodiques. Le physicien britannique JJ Thomson (1856-1940) a annoncé en 1897 que les rayons cathodiques étaient importants et que déviés par et magnétiques des champs électriques dans le sens attendu pour les particules chargées négativement. A conclu que: les rayons cathodiques sont constitués de particules chargées électriquement matériau, qui appellent électrons modèle. Conclusions Thomson. L'électron. Il a tiré deux conclusions : 1-électrons sont présents dans tous les électrons de masse sustancias.2 des milliers de fois plus faible que prévu pour les électrons átomos.El était la première particule subatomique découverte et a été pendant un certain temps le seul connu. Au XXe siècle, a découvert deux nouvelles particules subatomiques, le proton (1919) et de neutrons (1932), qui a permis aux scientifiques de mettre en place une idée plus proche de la constitution de l'atome. 2. Nature lumière électromagnétique. Nature de l' lumière.

Newton (1642-1727) a indiqué que la lumière était un faisceau de particules ayant un caractère de particules. Huygens (1629-1695) a proposé une nature ondulatoire. En 1801, Young a montré que la lumière peut être diffractée de sorte que la théorie des ondes a été intégralement acceptés jusqu'au début du XXe siècle fermé cette question. Définition de la vague. La propagation d'une perturbation dans laquelle l'énergie de vibration est transmise, mais peu importe. Toute onde est caractérisée par son amplitude, A, Longueur, E et fréquence, f. F = v / E dans le cas de la lumière se propageant dans le vide, la vitesse est représentée comme c et sa valeur est la même pour toutes les fréquences. Il convient de noter que dans un milieu sous vide différents, la vitesse de propagation de la lumière sera différente pour chaque fréquence et toujours inférieure à la valeur c. théorie électromagnétique de Maxwell. JC Maxwell (1831-1879) a proposé que vu dans la lumière comme une vague de nature électromagnétique. Des années plus tard, H. Hertz (1857-1894) a été en mesure de produire et de détecter les ondes électromagnétiques de Maxwell.Espectro électromagnétiques: de fréquences ou de longueurs d'onde du rayonnement électromagnétique visible, la lumière occupe une petite zone du spectre de la. 3 A. Ensemble origines de la théorie quantique. Un certain nombre de faits expérimentaux ont conduit à l'élaboration de deux nouvelles théories physiques qui a changé la vision du monde de la théorie quantique et théorie de la relativité. Térmica.Cuerpo rayonnement noir. Tous les corps émettent un rayonnement électromagnétique. Cette question, dépend de deux facteurs: la température et les caractéristiques du corps émetteur, le rayonnement térmica.Para étudier l'influence de la température physiciens ont choisi un objet imaginaire appelé un corps noir, qui est à la fois émetteur parfait comme un absorbeur parfait où radiación.La ne peut échapper à l'énergie émise par le corps noir par unité de temps et de surface, I, est directement proportionnelle à la quatrième puissance de la température absolue à laquelle il est situé. La température corporelle plus élevée, plus l'énergie est libérée assez rapidement la loi de Wien établit la relation entre la température d'un corps noir et la longueur d'onde du rayonnement est émis plus. Max? T = k Selon la théorie classique, est loin de la forme absolue de la réalité, ce qui signifie un échec de la physique classique est souvent appelée la catastrophe ultraviolette. Hypothèse de Planck. En 1990, Max Planck a obtenu la bonne équation mathématique correspond à la fonction de répartition expérimentale du corps, supposé que les électrons qui forment les parois du corps noir oscillant, ou de vibrer à une fréquence caractéristique définie de chacun des Etats electrón.Planck: l'énergie ne peut pas être absorbée ou émise en continu mais dans des paquets ou quanta, dont l'énergie est donnée par:? h? E f. = H = constante de Planck de 6,63? n 10 ^-34 / / n = un nombre cuántico.Las énergies à l'échelle atomique sont énergies grands ne sont possibles qu'avec certaines valeurs, qui permet l'équation Cubanization. effet photoélectrique. Nommé le phénomène par lequel de nombreux matériaux éjectés électrons lorsqu'il est éclairé par un éclairage adéquat. Observé par Hertz au XIXe siècle, il semble logique, puisque le matériau energía.Cada émettant de la lumière exerce une fréquence minimale est appelée seuil de fréquence, en dessous duquel les électrons par rayonnement intense qui est utilisé ou plus la temps d'exposition. Explication de l'effet photoélectrique en 1905 Einstein utilisé comme une théorie point de départ Planck. Exposé à la lumière serait composé de particules de lumière appelées photons. E = h? F Et si la fréquence du rayonnement est supérieure à la fréquence seuil, mais non seulement ceux-ci émettent des électrons d'énergie cinétique. Ec = h (f-fo). Double nature de la lumière. La théorie d'Einstein de l'effet photoélectrique suggère que la lumière a une nature photonique, corpusculaire. Alors qu'il peut se combiner avec le fait avéré de son caractère vague, est pleinement accepté les particules dualité onde de la lumière luz.La présente simultanément une double nature: onde de la lumière et corpuscular.Los fonctions d'onde sont plus visibles dans le spectre de la fréquence naja, alors que la nature des particules domine le rayonnement à haute fréquence. Dans la partie centrale du spectre, où le visible, il est facile de voir les deux natures. La relation mathématique entre les particules et la nature ondulatoire de la lumière peut être obtenue à partir de deux formules. La première nous donne l'énergie d'un photon, qui, selon l'hypothèse des quanta s'applique:E = h? F. / Seconde concerne l'énergie et l'élan lineal.Ecuación de Broglie. E = h / p

4 spectre atomique.: Spectres. Un ensemble de fréquences de la lumière émise ou absorbée par une substance à l'échelle atomique. Atomique du spectre d'absorption et l'émission Le. Lumière blanche passe l'échantillon de gaz à étudier qui absorbe cette énergie. L'échantillon de gaz contenant des atomes excités par une alimentation externe. L'excès d'énergie de l'échantillon peut être éliminé par l'émission de lumière. Les spectres d'émission contient plus de lignes que l'absorption et de plus amples renseignements sur la composition de la matière à l'étude, et permettre une meilleure compréhension de la structure interne des atomes

. Modèle de Bohr. En 1911, Rutherford a présenté des preuves irréfutables contre atomique modèle Thomson. Rutherford a proposé un atome est constitué d'un petit noyau positif, ce qui représente presque toute la masse de l'atome, autour duquel les électrons en orbite autour de grandes velocidad.modelo atomique Rutherford avait deux inconvénients majeurs:
1-En vertu des lois de l'électromagnétisme, toute chargée électriquement le corps en mouvement accéléré et libère de l'énergie sous forme de rayonnement. Décrire une orbite en spirale et finissent par s'effondrer contre núcleo.2-Rutherford modèle avait pas d'explication satisfaisante pour les spectres atómicos.En 1913, Niels Bohr (1885-1962) a proposé un nouveau modèle atomique qui combine classique et . quantique Postulats de Bohr: Première. Postulat estacionarios.El hypothèse états électroniques en orbite autour du noyau que dans un ensemble fixe de permis orbites sont appelés états stationnaires: sur eux sans absorbant ou en émettant tournée energía.Segundo postulat condition de quantification . Sur les orbites possibles infini pour la physique classique ne sont acceptables que les états stationnaires, ceux dont la valeur du moment angulaire est un multiple entier de h / 2 . Troisième postulat pauses hypothèse electrónico.Los électrons peuvent sauter d'une orbite a permis à l'autre en absorbant ou en émettant de l'énergie. Si cette énergie est absorbée ou émise sous forme de rayonnement, la fréquence du rayonnement de la condition d'énergie quantique de Planck. 2.Niveles de l'énergie dans l'hydrogène l': atome. Niveaux de l'électron peut prendre n'importe quelle un atome les niveaux d'énergie permis qui correspondent à des états stationnaires, mais pas les valeurs intermédiaires. énergétique des électrons dans l'atome d'hydrogène. Bohr en déduit que permis pour les énergies d'électrons sont donnés par l'expression A k =- / n ² L'équation n'est pas signé négative quand l'électron est libre, toutes les autres énergies correspondant à des états liés de l'électron, sera plus petit et de l'énergie negativas.La de l'atome est plus petit que celui avec le noyau lorsque l'électron séparément dans d'autres termes, l'atome est plus stable que ses composants séparément. niveau de puissance fondamentale. Et niveaux excités. Pour n et la valeur = 1 donne la valeur la plus négative minimale correspondante aile énergie des électrons. L'atome a atteint un état de stabilité maximale est appelé ou de l'État central au niveau du sol. Les états possibles de l'énergie de l'atome d'autres sont appelés états excités ou les niveaux. Lorsque la valeur de n =

L'atome d'hydrogène serait ionisé. 3. Développement et les limites du modèle de Bohr de niveaux d'énergie de chaque ligne qui apparaît dans le spectre correspond à une adresse de transit. Il a suggéré que ce serait autre série de lignes non encore identifiés dans le modèle atomique de Bohr infrarrojo.El région utilisés dans les calculs initiaux des orbites circulaires. Sommerfeld a étendu le modèle d'accepter la possibilité d'orbites elliptiques dans un modèle appelé Bhor-Sommerfeld, nécessite l'utilisation de trois nombres quantiques Hits. Réussites et les inconvénients de l': modèle. * Justifier la stabilité de l'atome .* introduit le concept de niveaux d'énergie. le lien entre les propriétés chimiques des éléments avec leur électronique. structure * Inconvénients: * Les résultats numériques pour atome d'électrons ne correspond pas à la mesure des valeurs expérimentalement .* manque de cohérence dans leur développement. particule. 4 la dualité de la mécanique. onde quantique pour le sujet. En 1924, L. de Broglie pense que si la lumière peut afficher à la fois vague et les propriétés corpusculaires pourrait également faire une telle dualité. motivé qu'un électron lié au noyau devrait se comporter comme une onde. Conclusions De Broglie. Broglie Il y avait deux :1-Les électrons dans l'atome d'hydrogène doit se comporter comme une onde estacionaria.2 «L'électron a permis certaines orbites: ceux dont les circonférence, longueur 2 "D" r, m est un entier multiple de la longueur d'onde ë. De Broglie utiliser pour lier les deux natures une équation similaire à celle du photon. E = H / m? c. Comme la longueur d'onde ë , h la constante de Planck, MYV, masse et la vitesse de la matière particulaire. équation de Schrödinger. fonction d'onde, une idée proposée par E. Schrödinger en 1926 de prendre un traitement quantique à d'autres atomes et des molécules. La chose importante est que dans la résolution de l'équation d'onde sont obtenues Schröndinger une série de solutions dont chacun décrit un état possible de la solution energía.Cada est caractérisée par les valeurs de trois nombres quantiques qui décrivent une orbitale atomique. Une orbitale atomique est une région de l'espace où il ya une forte probabilité de trouver l'électron. Sens de la fonction d'onde. Le carré de la valeur prise par la fonction d'onde dans une région donnée de l'espace est un indicateur de la probabilité de trouver l' particules étudiées dans cette région de l'espace. Principe de l'incertitude. Le principe d'incertitude reflète clairement les limites imposées par des études de mécanique cuántica.Cuando le comportement d'une particule peut être déterminée en même temps et avec précision la valeur de position y, x son élan, p = m? c.