sunnuntai 18. toukokuuta 2014

Fysiikka 8 luku 2.1 Varhaiset atomimallit



Thomsonin atomimalli


Thomsonin atomimallissa elektronit ovat mallin atomissa kuin rusinat kakussa. Siksi kyseistä mallia nimitetään rusinakakkumalliksi. Siinä positiivinen varaus on jakautunut koko atomin alueelle ja atomi on positiivisesti varautunut kimmoisa pallo, jonka sisällä ovat negatiivisesti varautuneet elektronit.



Rutherfordin atomimalli


Rutherfordin mallin mukaan atomeilla on pieni, positiivisesti varautunut ydin, jota negatiivisesti varautuneet elektronit kiertävät. Atomin masssa on lähes kokonaan keskittynyt atomin ytimeen. Coulombin lain mukainen sähköinen vetovoima pitää elektronit radoillaan ytimen lähellä. Ydintä kiertävä elektroni on kiihtyvässä liikkeessä, koska sen liikkeen suunta muuttuu koko ajan.


Bohrin malli vetyatomille


Bohrin atomimallin mukaan elektroni kiertää positiivisesti varattua ydintä ympyrärataa pitkin, muttei säteile sähkömagneettista säteilyä. Elektronilla on atomissa useita mahdollisia kiertoratoja, ja kullakin radalla elektronin energialla on tietty vakioarvo. Näitä kutsutaan energiatiloiksi.

Lisäksi Bohrin atomimallin mukaan elektronin ympyräliikkeen aiheuttaa Coulombin lain mukainen ytimen ja elektronin välinen sähköinen voima. Elektronin liikeyhtälö on

F = ma eli ke2/r2 = mv2/r

Elektroni voi liikkua vain tiettyjä erisäteisiä ratoja pitkin. Elektronin energia ei muutu elektronin ollessa sallitulla radalla, eikä atomi silloin lähetä sähkömagneettista säteilyä. Pääkvanttiluku n ilmoittaa, mikä rata ytimestä lähtien on kyseessä.

Kun atomi siirtyy sallitulta radalta eli energiatilalta toiselle, atomi emittoi tai absorboi energiakvantin eli fotonin. Muista että fotoni on massaton! Kvantin energia on eri tiloja vastaavien elektronin kokonaisenergioiden erotus eli

E = hf = Em – En





Ei kommentteja:

Lähetä kommentti