فیزیک اتمی،هرآنچه درمورداتمی که باید بدانید-اعظم محسن پور

1. سلام

2. در این مطلب سعی کرده ام همه نکات فیزیک اتمی (مطابق آزمون 17 شهریور )را قرار بدهم. اگر از این مبحث سوال دارید کامنت بگذارید.

3. همچنین فایل پی دی اف این مطلب را میتوانید از قسمت ضمیمه دانلود کنید.

طیف گسیلی پیوسته

این طیف در جسم جامد ناشی از برهم کنش های قوی بین اتم های سازنده آن است. این طیف مانند رشته داغ یک لامپ روشن شامل گسترده پیوسته از طول موج هاست. به دلیل طیف ایجاد شده در این شرایط طیف را پیوسته می گویند.

طیف گسسته

گازهای کم فشار و رقیق که در اتم های منفرد آنها خبری از برهم کنش های قوی نیست، طیف گسسته شامل طول موج های معین گسیل می کنند که به آن طیف گسسته خطی می گویند. دو نمونه ی آشنا از گاز های کم فشار و رقیق ، در لامپ های نئون و جیوه ای وجود دارد.

طیف خطی هیدروژن:

طیف خطی این گاز در ناحیه ی مرئی شامل رشته های منظم است که برای اولین بار  بالمر رابطه ریاضی زیر را برای آن ارائه داد:

در این معادله n عدد صحیحی است و می توان با قرار دادن اعداد 3 ، 4 ، 5 و 6 در  معادله ی بالمر طول موج خط های طیف گسیلی اتم هیدروژن را در ناحیه ی مرئی بدست آورد.

معادله ی ریدبرگ

اصلاح شده ی معادله ی بالمر است که به صورت زیر بیان شد:

 ثابت ریدبرگ است و مقدار آن برای سادگی محاسبات برابر 0.011 است و واحد آن یک بر نانومتر است.

گستره ی طول موج های طیف گسیلی گاز هیدروژن از جدول زیر پیروی می کنند:

در این جدول از بالا به پایین طول موج افزایش و انرژی کاهش می یابد.

نکته ی باحال: برای حفظ ترتیب این جدول از این رمز استفاده کنید: ((لیلا بابا پاشو برو پفک بخر))!!!

تامسون:

• اندازه گیری نسبت بار به جرم الکترون.

• ارائه ی مدل اتمی کیک کشمشی

ارنست رادرفورد:

• بمباران ورقه ی طلا

• ارائه ی مدل اتم هسته ای : هسته ای چگال و دارای بار مثبت و در مرکز

بور: (مدل برای هیدروژن)

• مدارها و انرژی های الکترون ها در هر اتم کوانتیده اند؛ یعنی فقط مدارها و انرژی های گسسته ی معیّنی مجاز هستند.

• 
  

  
  

• وقتی یک الکترون در یکی از مدارهای مجاز است، هیچ نوع تابش الکترومغناطیسی گسیل نمی شود. از این رو گفته می شود الکترون در مدار مانا یا حالت مانا قرار دارد.

• الکترون می تواند از یک حالت مانا به حالت مانای دیگر برود. هنگام گذار الکترون از یک حالت مانا با انرژی بیشتر به یک حالت مانا با انرژی کمتر، یک فوتون تابش می شود. در این صورت انرژی فوتون تابش شده برابر اختلاف انرژی بین دو مدار اولیه و مدار نهایی است:

• 

  
  

• پایین ترین تراز انرژی: حالت پایه

• تراز های بالاتر: حالت برانگیخته

• کمترین انرژی لازم برای خارج کردن الکترون از حالت پایه: انرژی یونش الکترون

فرانهوفر با مشاهده ی دقیق طیف خورشید، خط های تاریک نازک را در آن کشف کرد. خط های ناریکی که فرانهوفر در طیف خورشید کشف کرد ناشی از جذب طول موج های مربوط به این خط ها توسط گاز های جو خورشید و جو زمین است.

طیف جذبی خطی: برای مشاهده ی طیف جذبی، نور یک چشمه ی نور سفید را از ظرفی حاوی گاز کم فشار هیدروژن اتمی عبور داده و توسط منشور پاشیده می شود و طیف آن روی پرده تشکیل می شود. خط های تاریک روی طیف، به طول موج هایی از نور سفید مربوط است که توسط اتم های گاز جذب شده اند.

مطالعه و مقایسه طیف های گسیلی و جذبی عنصر های مختلف نشان می دهد که:

• در طیف گسیلی و در طیف جذبی اتم های گاز درعنصر، طول موج های معینی دارد که از مشخصه های آن عنصر است. یعنی طیف گسیلی و طیف جذبی هیچ دو گازی همانند یکدیگر نیست.

• اتم های هر گاز دقیقا همان طول موج هایی را از نور سفید جذب می کنند که اگر دمای آنها به اندازه ی کافی بالا رود و یا به هر صورت دیگر برانگیخته شوند، آنها را تابش می کنند.

دو نوع گسیل داریم:

• گسیل خود به خود: گسیل فوتون در جهت کاتوره ای

• گسیل القایی: یک فوتون ورودی الکترون برانگیخته را تحریک می کند تا تراز خود را تغییر دهد و به تراز پایین تر برود. در گسیل القایی یک فوتون وارد می شود و دو فوتون خارج می شود. فوتون گسیل شده در همان جهت فوتون ورودی حرکت می کند. فوتون گسیل شده با فوتون ورودی هم فاز است.

ساختار هسته

نوترون + پروتون: نوکلئون

تعداد پروتون ها: عدد اتمی A

تعداد نوترون های هسته: عدد نوترونی N

مجموع نوترون ها و پروتون ها: عدد جرمی Z

ایزوتوپ: ویژگی های هسته را پروتون و نوترون های آن مشخص می کنند. ایزوتوپ ها هسته هایی با تعداد پروتون های یکسان و نوترون های متفاوت هستند.

پایداری هسته: نوعی نیروی جاذبه اجزای هسته را کنار هم نگه می دارد. از طرفی نیروی نوکلئون ها ضعیف است. بنابراین نیروی جدیدی باعث این پایداری می شود که نیروی هسته ای می باشد. این نیرو کوتاه برد است.

وقتی تعداد پروتون های داخل هسته افزایش بیابد برای پایداری هسته باید تعداد نوترون ها هم افزایش بیابد.

انرژی بستگی هسته: انرژی لازم برای جدا کردن نوکلئون های هسته

کاستی جرم هسته: اختلاف بین جرم هسته و مجموع جرم پروتون ها و نوترون های تشکیل دهنده آن

پرتو زایی طبیعی: واپاشی یک هسته ی ناپایدار که نوع معینی از فوتون ها را آزاد می کند. سه نوع پرتو آزاد می شود: آلفا، بتا و گاما

واپاشی آلفا:

آلفا ذرات باردار مثبت از جنس هسته ی هلیم است و از دو نوترون و دو پروتون تشکیل شده  است. ذرات آلفا سنگین اند و بار مثبت و برد کوتاه دارند.

واپاشی بتا:

بتا در حقیقت الکترون است. الکترون های واپاشی شده در هسته ی مادر وجود ندارند و همچنین یکی از الکترون های مداری اتم نیستند. این الکترون های وقتی بوجود می آیند که یکی از نوترون های داخل هسته به پروتون و الکترون تبدیل شود.

در نوع دیگر واپاشی بتا ذره ی گسیل شده جرم یکسان با الکترون دارد ولی بار آن مثبت است. به ابن الکترون مثبت پوزیترون می گویند.در این واپاشی یکی از پروتون های هسته به یک نوترون و یک پوزیترون تبدیل می شود.

واپاشی گاما:

اغلب هسته ها بعد از واپاشی آلفا و بتا در حالت برانگیخته قرار می گیرند و با گسیل فوتون های پر انرژی یا همان پرتو گاما به حالت پایه می رسند.

1. دوستان عزیزم، ما تصمیم گرفتیم برای اینکه بتوانیم ارتباط مان را با هم بیشتر کنیم و قدم به قدم کنارتان باشیم، صفحه ی اینستاگرام متا کنکور را بسازیم و همراه تان باشیم.

2. محسن پور- دانشجوی مهندسی شیمی امیرکبیر