20. Fyzika mikrosvěta Číslo a název projektu

Prezentace na téma: "20. Fyzika mikrosvěta Číslo a název projektu"— Transkript prezentace:

1 20. Fyzika mikrosvěta Číslo a název projektu
CZ.1.07/1.5.00/ OP: Vzdělávání pro konkurenceschopnost Zvyšování vzdělanosti pomocí e-prostoru Název a adresa školy Soukromá střední škola a jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Č. Budějovice, s.r.o., Jeronýmova 28/22, České Budějovice Kód materiálu Klíčová aktivita III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Název materiálu 20. Fyzika mikrosvěta Autor Mgr. Miroslav Dušek Tematická oblast Fyzika mikročástic Anotace Vzdělávací materiál je určen pro Obchodní akademii a Ekonomické lyceum Materiál obsahuje výklad k problematice úvodu do fyziky mikrosvěta a kvantové fyziky. Ročník 2.ročník Obchodní akademie, Ekonomické lyceum Datum tvorby září -říjen 2013 Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora

2 FYZIKA MIKROSVĚTA

3 ATOM Látky se skládají z molekul a atomů
Rozměr – m ( na úsečku 1cm se jich vejde 100 milionů !!) Tyto malé rozměry tvoří specifický svět – mikrosvět. ( jiné fyzikální zákonitosti než makrosvět) Uvnitř atomu – elektrony ( v pohybu a mohou se z atomu uvolňovat Objevitel J.J.Thomson ( ) – velikost náboje qe = e = 1, C me = 9, kg Elektron je 1837 x lehčí než atom vodíku !

4 Elektromagnetické záření
atomy vyzáří ( ztrácí) část své energie – světlo vyzařují jen v určitých porcích – kvantech – Max Planck (1858 – 1947) – energie - E = h.f h…Planckova konstanta – 6, J.s f…frekvence záření počátek kvantové fyziky – vysvětluje zákonitosti pohybu molekul a atomů základ fyziky mikrosvěta

5 Záření atomů – spektrální čáry
Atomy zahřátých plynů – záření určitých frekvencí – vytváření sérií a zhušťování na straně kratších vlnových délek Frekvence čar série R=3, s-1 ..Rydbergerova frekvence n>m….přirozená čísla Spektrální série - skupina spektrálních čar, jejichž frekvence odpovídá stejné hodnotě čísla m Stacionární stav – atom se nachází v určitých energetických hladinách ( záporná energie – elektron je v atomu vázán a k uvolnění je potřeba energii dodat např. třením…)

6 Energie stacionárních stavů
Energii atomů a částic měříme v elektronvoltech (eV) Energetické hladiny se s rostoucím n zhušťují až k nulové energii Při dalším zvýšení se energie stane kladnou a atom bude ionizován. (elektron se oddělí a může nabývat libovolné energie) Energie E1 pro n=1…. 1.hladina, nejnižší energetická hladina (energie je kvantována) Čísla n – hlavní kvantová čísla

7 Kvantová čísla Hlavní kvantové číslo n - udává energii elektronu, nabývá hodnot 1, 2, 3, 4, 5, Vedlejší kvantové číslo l - může nabývat hodnot 0, 1, 2, 3,.. (n - 1), vedlejší kvantové číslo udává „tvar“ orbitalu  Magnetické kvantové číslo m - udává počet prostorových variací orbitalu, orientaci v prostoru, může se měnit v rozmezí od -l do +l (včetně nuly), např. pro l=2 může mít hodnoty -2, -1, 0, 1, 2 energie elektronu - závisí na hlavním i vedlejším kvantovém čísle degenerované orbitaly - orbitaly se stejnou energií (stejným n a l), ale různým m  Spinové magnetické kvantové číslo s (spin) - udává směr rotace elektronu, nabývá hodnot elektrony s opačným spinem se přitahují

8 Kvantově mechanický model atomu

9 Chování mikročástic - chování mikročástic, např. protonů nebo elektronů, se zásadně liší od chování těles běžných rozměrů a nedá se vystihnout klasickou (newtonovskou mechanikou), pro popis dějů v atomovém měřítku byla vypracována obecnější teorie - kvantová mechanika Ervin Schrödinger ( ) MaxBorn ( ) [1]

10 1) Kvantování energie - energie mikročástic je v určitých případech kvantována a může nabývat pouze určitých hodnot, nemůže se měnit spojitě, ale skokem, mikročástice atomu (elektron) musí přijímat nebo vyzařovat energii po kvantech, nemůže získat pouze zlomek energetického kvanta

11 2) Duální charakteristika
- (korpuskulárně-vlnový mechanismus) - mikročástice se někdy chová jako částice a někdy jako vlna, vlnu nemůžeme lokalizovat v prostoru (projde 2 otvory najednou), platí pro ni skládání a ohyb, částice je lokalizovatelná v prostoru Louis Victor de Broglie ( ) [2] [3]

12 3) Heisenbergův princip neurčitosti
- není možné určit příští polohu mikročástice, náraz 1 fotonu na mikročástici změní její pohyb, po nárazu fotonu s co nejmenší energií (největší vlnovou délkou) dokážeme odhadnout, kde bude částice v dalším okamžiku po nárazu, ale nevíme, kde je teď, pokud použijeme foton s největší energií (nejmenší vlnovou délkou), tak dokážeme určit, kde je mikročástice (elektron) v tomto okamžiku, ale nevíme, kde bude po nárazu [4] Werner Karl Heisenberg

13 DOC.ING.IVAN ŠTOLL,CSC. - Fyzika (pro netechnické obory SOŠ a SOU)
Použité zdroje: SVOBODA, Emanuel aj. Přehled středoškolské fyziky. 4. upravené vydání. Praha: Prometheus, s. ISBN DOC.ING.IVAN ŠTOLL,CSC. - Fyzika (pro netechnické obory SOŠ a SOU) Prometheus 2007, 260 s. ISBN učebnice s doložkou MŠMT čj.1 527/07-23 ze dne AKADEMIK VLADIMÍR HAJKO, PROF.RNDR.JURAJ DANIEL-SZABO, CSC. - Základy fyziky VEDA 1983 (Bratislava) Použité obrázky: [1] Ervin Schrödinger , Max Born- [online] [cit ]. Dostupný na [2] Luis Victor de Broglie , online] [cit ]. Dostupný na [3] pokus se dvěma štěrbinami[[online] [cit ]. Dostupný na [4] Werner Karl Heisenberg [online] [cit ]. Dostupný na