Меню

Размер атома составляет примерно тест 13



Тест по физике Строение атома для 11 класса

Тест по физике Строение атома для 11 класса с ответами. Тест включает в себя 2 варианта. В каждом варианте по 5 заданий.

1 вариант

1. На рисунке 70 представлена схема экспериментальной установки Резерфорда для изучения рассеивания α-час­тиц.

Рисунок 70

Какой цифрой на рисунке обозначена золотая фольга, в которой происходило рассеивание α-частиц?

2. Какой знак имеет заряд ядра атома?

А. Положительный
Б. Отрицательный
В. Заряд равен нулю

3. На рисунке 71 представлен энергетический спектр атома водорода.

Рисунок 71

Какой цифрой обозначен переход с излучением фотона максимальной частоты?

4. Какое из приведенных ниже высказываний правильно описывает способность атомов к излучению и поглощению энергии при переходе между двумя различными стационарными состояниями?

А. Может поглощать и излучать фотоны любой энергия.
Б. Может поглощать и излучать фотоны лишь с некоторыми значениями энергии.
В. Может поглощать фотоны любой энергии, а излучать лишь с некоторыми значениями энергии.

5. На рисунке 72 изображен энергетический спектр атома водорода.

Рисунок 72

Какая длина волны соответствует переходу с 5-го энергетического уровня на 2-й уровень?

А. 430 нм
Б. 500 нм
В. 660 нм

2 вариант

1. На рисунке 73 представлена схема экспериментальной установки Резерфорда для изучения рассеивания α-час­тиц.

Рисунок 73

Какой цифрой на рисунке обозначен экран, покрытый сернистым цинком?

2. Во сколько примерно раз линейный размер ядра меньше размера атома?

А. В 1000 раз
Б. В 10 000 раз
В. В 100 раз

3. На рисунке 74 представлен энергетический спектр атома водорода.

Рисунок 74

Какой цифрой обозначен переход с поглощением фотона минимальной частоты?

4. Атом водорода при переходе электрона с любого верхнего уровня в первое возбужденное состояние (n = 2) излучает электромагнитные волны, относящиеся в основном…

А. к инфракрасному диапазону
Б. к ультрафиолетовому излучению
В. к видимому свету

5. На рисунке 75 изображен энергетический спектр атома водорода.

Рисунок 75

Какая длина волны соответствует переходу с 3-го энергетического уровня на 2-й уровень?

А. 430 нм
Б. 500 нм
В. 660 нм

Ответы на тест по физике Строение атома для 11 класса
1 вариант
1-Б
2-А
3-В
4-Б
5-А
2 вариант
1-В
2-Б
3-А
4-В
5-В

Источник

Планетарная модель атома

Содержание

  1. Строение атома по Томсону
  2. Опыты Резерфорда
  3. Определение размеров атомного ядра
  4. Планетарная модель атома

Одним из самых важных открытий в области современной физики стало открытие сложного строения атома. В процессе изучения этого строения были открыты новые законы, которые применимы только для описания движения микрочастиц. Такие законы называют законами квантовой механики.

Строение атома по Томсону

Правильное представление о строении атома сложилось не сразу. Первую модель строения частицы вещества предложил английский физик Дж. Дж. Томсона, которому принадлежит открытие электронов. Сравнить эту модель можно с кексом. Положительный заряд атома, играющий роль теста, занимает весь атомарный объем. Причем его плотность одинакова во всех точках. Электроны, словно изюминки в тесте, равномерно распределяются в объеме, занятом положительным зарядом.

Так, согласно представлениям Томсона, атом водорода представляет собой небольшой положительно заряженный шарик радиусом в 10 –10 м. И внутри него расположен один электрон. У более сложных атомов электронов больше.

Опыты Резерфорда

Модель Томсона подверглась критике уже тогда, поскольку она абсолютно противоречила уже открытым к тому времени свойствам атома. Одно из главных свойств — устойчивость.

Известно, что масса электронов в несколько тысяч раз меньше массы атомов. Но в целом атом является нейтральным. Значит, основная масса приходится на его положительно заряженную часть. Для экспериментального исследования распределения положительного заряда, а значит, и массы внутри атома Эрнест Резерфорд предложил в 1906 г. применить зондирование атома с помощью α-частиц. Такие частицы образуются при распаде радия и некоторых других химических элементов. Их масса примерно в 8000 раз больше массы электрона, а положительный заряд равен по модулю удвоенному заряду электрона. По сути, α-частицы — это лишенные электронов атомы гелия. Двигаются они со скоростью, равной 1/15 скорости света.

Такими частицами Резерфорд в своих экспериментах бомбардировал атомы тяжелых элементов. Известно, что электроны неспособны изменить траекторию движения α-частиц, потому что они слишком мало весят. Ведь небольшой камешек, врезавшийся в автомобиль, не может существенно повлиять на его скорость.

Изменить направление движения α-частиц может только положительный заряд атома. Так, если бомбардировать этими частицами атом, то по их рассеянию можно узнать, каким образом распределяется положительный заряд внутри него. Схема опыта резерфорда выглядит так:

Резерфорд поместил в цилиндр радиоактивное вещество. Вдоль цилиндра ученый высверлил узкий канал, из начал исходить пучок α-частиц. Этот поток попадал на тонкую золотую фольгу. Пройдя ее, частицы попадали на полупрозрачный экран, покрытый сульфидом цинка. За экраном стоял микроскоп, с помощью которого можно было наблюдать столкновение полностью ионизированных атомов гелия с экраном. Ведь при каждом столкновении на экране можно было наблюдать вспышку — сцинтилляцию. Вся установка находилась внутри сосуда, из которого был выкачан воздух — это гарантировало отсутствие других факторов, которые могли бы повлиять на исход опыта.

Если провести опыт без фольги, то глядя в микроскоп, можно было наблюдать следующую картину: на экране формировался кружок, образованный сцинтилляциями от удара α-частиц об экран.

Но если на пути потока этих частиц поставить тонкую фольгу из золота, то картина меняется. Кружок, состоящий из сцинтилляций, становится больше.

Источник

Размер атома составляет примерно тест 13

  • Главная
  • Физика
  • Тесты по физике 9 класс
  • Тесты — Строение атома 9 класс с ответами
Читайте также:  Что такое FCE где и когда его можно сдавать

Тесты — Строение атома 9 класс с ответами

Тесты по физике 9 класс. Тема: «Строение атома»

Правильный вариант ответа отмечен знаком +

1. Модель атома, которую принято еще называть «планетарной моделью атома», изобрел следующий ученый…

2. Что такое альфа-излучение?

— Альфа-излучение — это тепловое излучение, которое характеризуется большим выделением света и тепла. Альфа-излучение заметно и невооруженным глазом.

— Альфа-излучение — это электромагнитное излучение, благодаря которому в природе возникают видимый свет, ультрафиолетовое излучение, радиоволны. Альфа – излучение нельзя увидеть невооруженным глазом.

— Альфа-излучение — это акустическое излучение, которое появляется благодаря звуковым и ультразвуковым волнам. Ее распространение может сильно варьироваться в зависимости от среды распространения.

+ Альфа-излучение — это излучение частиц гелия, которые и называются альфа-частицами. Распространение этих частиц в воздухе составляет лишь несколько сантиметров. Преградой для них может служить простой лист бумаги.

3. Что такое бета-излучение?

— Бета-излучение — это гравитационное излучение, которое принимает форму гравитационных волн. Благодаря этому виду излучения можно объяснить все основные понятия релятивизма.

+ Бета-излучение — это излучение высокоэнергичных электронов, которые появляются при распаде радионуклидов. Бета-частицы проходят сквозь тонкие преграды (вроде листа бумаги), но для их задержки можно использовать лист алюминия или стекла.

— Бета-излучение — это излучение частиц нейтронов, которое возникает при ядерных реакциях. В результате образуется нестабильная электрически-нейтральная частица, которая образует высокопроникающее излучение.

— Бета-излучение — это излучение любого вида частиц, которое способно проникать через разные преграды (зависит от типа частицы). Бета-излучение является радиоактивным типом излучения.

4. Что такое гамма-излучение?

+ Гамма-излучение — это электромагнитное излучение, которое имеет большую энергию и высокую проникающую способность. Для остановки распространения этого излучения требуются заграждения из бетона или свинца.

— Гамма-излучение — это нерадиоактивное излучение, которое появляется, образуя радиоволны, микроволны, инфракрасное излучение. Его проникающая способность крайне высокая.

— Гамма-излучение — это излучение частиц ионов, которое образуется при распаде радионуклидов. В результате образуется излучение с низкой проникающей способностью, но с радиоактивными признаками.

— Гамма-излучение — это излучение, которое возникает от нагретых или горячих тел. Таким образом, гамма-излучение переносит энергию в окружающей среде с помощью захвата активных электронов с поверхности этих тел.

5. Что делает счетчик Гейгера?

— Показывает след от попавшей в него частицы. Он нужен для того, чтобы отследить треки разных частиц.

— Он заряжается от попадания на него ионизирующей частицы, так как работает внутри как хранилище фотоэлементов. Он нужен для того, чтобы накапливать энергию частиц.

+ С помощью инертного газа внутри и электрической цепи состоящий из анода и катода он создает маленький заряд. Он нужен для того, чтобы подсчитать число попавших в прибор ионизирующих частиц.

— Он притягивает к себе с помощью свинца частицы крупных размеров (атомы и молекулы). Он нужен для того, чтобы подсчитать количество вещества в определенном теле.

6. Строение атома можно описать следующим образом:

— В ядре атома находятся нуклоны: положительно-заряженные нейтроны и нейтрально-заряженные протоны. На орбиталях вокруг ядра вращаются отрицательно-заряженные электроны.

— В центре атома находятся электроны и протоны. Их заряд отрицательный и положительный соответственно. Нейтроны вращаются возле этих частиц по круговым орбитам.

+ Атом состоит из нуклонов и отрицательно-заряженных электронов. Частицы ядра (нуклоны) — это положительно-заряженные протоны и нейтральные нейтроны.

— Атом состоит из электронов, протонов, нейтронов, ионов. Все эти частицы являются нуклонами до того момента, пока они не вступили в ядерную реакцию и не отсоединились от атома.

7. Что происходит в результате радиоактивного распада атома?

— Исходный атом претерпевает лишь энергетические изменения. Его совокупная энергия становится меньше, но состав и принадлежность к одному из элементов остаются теми же.

— Изменяется только количество нейтронов в атоме. Он остается того же химического элемента, но с меньшим количеством частиц.

— По истечению радиоактивного распада атом уменьшается очень быстро, в течение короткого промежутка времени высвободится вся энергия частицы и элемент исчезнет.

+ Атом изменится и ядро исходного химического элемента превратится в другое ядро химического элемента.

8. Что делает камера Вильсона?

+ В камере находится насыщенный газ, который способен оставлять следы, если через него что-то проходит. Камера Вильсона позволяет наблюдать следы заряженных частиц в виде полос из капель воды.

— С помощью инертного газа внутри и электрической цепи состоящий из анода и катода она создает маленький заряд. Камера нужна для того, чтобы подсчитать число попавших в газ ионизирующих частиц.

— Камера использует капли воды внутри себя как линзы. Таким образом, она нужна для того, чтобы увеличить изображение внутри и сделать заметными реакции распада.

— В камере находятся фотоэлементы, которые выделяют энергию, если на них попали заряженные частицы. Таким образом, она нужна для того, чтобы убедиться в наличии ионизирующих частиц в воздухе.

9. Тот факт, что при радиоактивных превращениях из атомов одних веществ образуются атомы других веществ, является доказательством того, что радиоактивные превращения претерпевают:

— Энергетически орбитали и внутренняя энергия атома.

— Нейтроны и нуклоны, которые содержит атом.

— Бета-частицы, которые выступали в качестве катализаторов при радиоактивных реакциях.

тест 10. Чем отличаются и чем схожи разные изотопы одного химического элемента?

— Они имеют одинаковую внутреннюю энергию, но различные заряды, массы, а также химические свойства ядер.

+ Они имеют одинаковые заряды ядра, но различные массы ядер. Также отличаются и итоговые химические свойства ядер.

— Изотопы одного химического элемента похожи друг на друга во всем, но отличаются только в количестве заряда. Остальные же характеристики (внутренняя энергия, масса, химические свойства) у изотопов идентичны.

Читайте также:  Тесты лор Тесты по оториноларингологии 1000 вопросов

— Различные изотопы не имеют ничего общего. Это уже совершенно разные химические элементы.

11. В лаборатории провели опыт. Один из химических элементов подвергли бета-распаду. Что стало с атомом?

+ Химический элемент сместился на одну клетку ближе к концу периодической системы Менделеева.

— Химический элемент сместился на одну клетку ближе к началу периодической системы Менделеева.

— Состав химического элемента не претерпел серьезных изменений. Изменилась только внутренняя энергия атома.

— Химический элемент исчез, высвободив всю накопленную энергию.

12. Период полураспада ядер атомов некоторого вещества составляет 45 мин. Это означает, что…

— за 45 мин атомный номер каждого атома уменьшится вдвое.

— один атом распадается каждые 45 мин.

+ половина изначально имевшихся атомов распадается за 45 мин.

— все изначально имевшиеся атомы распадутся через 45 мин.

Источник

Физика. 11 класс

Конспект урока

Физика, 11 класс

Урок №24. Строение атома. Опыты Резерфорда

На уроке рассматриваются: понятия атомное ядро, опыты Резерфорда, планетарная модель строения атома; сравниваются модели атома Томсона и Резерфорда, даны некоторые сведения о фактах, подтверждающих сложное строение атома, о работах учёных по созданию модели строения атома.

Атомное ядро — тело малых размеров, в котором сконцентрирована почти вся масса и весь положительный заряд атома.

Размеры ядра: диаметр порядка 10 -12 —10 -13 см (у разных ядер диаметры различны).

Размер атома: примерно 10 -8 см, т. е. от 10 до 100 тысяч раз превышает размеры ядра.

Планетарная модель атома Резерфорда: в целом атом нейтрален, в центре атома расположено положительно заряжённое ядро, в котором сосредоточена почти вся масса атома, электроны движутся по орбитам вокруг ядра, заряд ядра, как и число электронов в атоме, равен порядковому номеру элемента в периодической системе Д.И.Менделеева.

Ядро атома водорода названо протоном и рассматривается как элементарная частица.

Ядро атома водорода имеет положительный заряд, равный по модулю заряду электрона, и массу, примерно в 1836,1 раза больше массы электрона.

Частота излучений атома водорода составляет ряд серий: серия Бальмера, серия Лаймана, серия Пашена и другие, каждая из которых образуется в процессе перехода атома в одно из энергетических состояний.

Обязательная литература по теме урока:

  1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика.11 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. – С. 279 – 283.
  2. Степанова Г.Н. (сост.) Сборник задач по физике для 10-11 классов общеобразовательных учреждений.5-е изд., доп. — М.: «Просвещение», 1999 — С. 221-222
  3. Анциферов Л.И., Физика: электродинамика и квантовая физика. 11кл. Учебник для общеобразовательных учреждений. – М.: Мнемозина, 2001. – С. 270-274.
  4. Рымкевич А.П. Физика. Задачник. 10-11 классы. – М.: Дрофа, 2013. — С. 155 – 156.
  5. Кикоин А. К. За пределы таблицы //Квант. — 1991. — № 1. — С. 38,39,42-44

Основное содержание урока

Долгое время, физика накапливала факты о свойстве вещества для полного представления о строении атома. И только в XIX веке изучение атомического строения вещества существенно сдвинулось с точки покоя.

Большую роль в развитии атомистической теории сыграл выдающийся русский химик Дмитрий Иванович Менделеев, разработавший в 1869 году периодическую систему элементов, в которой впервые был поставлен вопрос о единой природе атомов.

Важным свидетельством сложной структуры атомов явились исследования спектров, излучаемые веществом, которые привели к открытию линейчатых спектров атомов. В начале XIX века в излучении атома водорода были открыты спектральные линии в видимой части спектра.

Идеи электронной структуры атома теоретически и гипотетически формулировались учёными. В 1896 году Хендрик Лоренц создал электронную теорию о том, что электроны являются частью атома. Эту гипотезу в 1897 году подтвердили эксперименты Джозефа Джона Томсона. Им был сформулирован вывод о том, что существуют частицы с наименьшим отрицательным зарядом — электроны и они являются частью атомов.

По мысли Томсона, положительный заряд занимает весь объём атома и распределён он в этом сферическом объёме равномерно. У более сложных атомов в положительно заряжённом шаре есть несколько электронов, так что атом подобен кексу, в котором роль изюма играют электроны. Распространённый термин этой модели — «Пудинг с изюмом» или «Булочка с изюмом».

Таким образом, к началу XX века учёные сделали вывод о том, что атомы материи имеют сложную внутреннюю структуру. Они являются электрически нейтральными системами, а носителями отрицательного заряда атомов являются лёгкие электроны, масса которых составляет лишь малую долю массы атомов. Однако модель атома Томсона находилась в полном противоречии с экспериментами по изучению распределения положительных зарядов.

Электрон – наименьшая электроотрицательная заряжённая элементарная частица

Масса покоя электрона me = 9,1·10 -31 кг;

— отношение заряда электрона к его массе.

Немецкий физик Филипп фон Ленард в 1903 году проводил опыты, в которых пучок быстрых электронов легко проходил через тонкую металлическую фольгу. На основании этого Ленард предположил, что атом состоит из нейтральных частиц или нейтральных дуплетов с совмещённым положительным и отрицательным зарядами, рассредоточенными в атоме, где большая площадь представляет собой пустоту.

В 1904 году японский физик Хентаро Нагаока выдвинул гипотезу о том, что атом состоит из тяжелого положительно заряженного ядра, окруженного кольцами из большого числа электронов, колебания которых и являются причиной испускания атомных спектров, по аналогии с теорией устойчивости колец Сатурна.

Но в физике уже более 200 лет существует главное правило: окончательный выбор между гипотезами может быть сделан только на основе опыта. Эксперименты, проведенные в первый раз Эрнестом Резерфордом, сыграли решающую роль в понимании структуры атома.

Читайте также:  Вносим изменения в счет фактуру и УПД

30.08.1871 г. – 19.10.1937 г.

Британский физик новозеландского происхождения

Лауреат Нобелевской премии по химии 1908 года

Для экспериментального изучения распределения положительного заряда, а значит, и массы внутри атома Эрнест Резерфорд в 1906 г. предложил применить зондирование атома α-частицами, скорость которых составляет 1/15 скорости света.

Эти частицы возникают при распаде, например, радия и некоторых других радиоактивных элементов. Сами же α-частицы – это ионизированные атомы гелия, положительный заряд гелия в два раза больше заряда электрона +2He. Этими частицами Резерфорд бомбардировал атомы тяжёлых элементов (золото, медь и др.). Если бы электроны были равномерно распределены по всему объёму атома (по модели атома Томсона), электроны не могли бы заметно изменять траекторию α –частиц, так как размеры и масса электронов в 8000 раз меньше массы α-частиц. Точно так же камушек в несколько десятков граммов при столкновении с автомобилем не может изменить его скорость.

Изменение направления движения α-частиц может вызвать только массивная часть атома, при этом положительно заряжённая. Весь прибор размещался в сосуде, из которого был откачан воздух. Радиоактивный препарат, помещался внутри свинцового цилиндра, вдоль которого был высверлен узкий канал. Пучок α -частиц из канала падал на тонкую фольгу из тяжёлого металла. После рассеяния α-частицы попадали на полупрозрачный экран, покрытый сульфидом цинка. Столкновение каждой частицы с экраном сопровождалось сцинтилляцией (вспышкой света), которую можно было наблюдать в микроскоп.

Чтобы обнаружить отклонение α-частиц на большие углы Резерфорд окружил фольгу экранами. Сотрудники Резерфорда вели счёт α-частиц, попадающих в регистрирующее устройство при отклонении их на от первоначального направления на определённый угол φ (фи). Данные из серии опытов, за определённый период времени, приведены в таблице:

Источник

Опыт Резерфорда. Ядерная модель атома

Первая попытка создания модели атома на основе накопленных экспериментальных данных (1903 г.) принадлежит Дж. Томсону. Он считал, что атом представляет собой электронейтральную систему шарообразной формы радиусом, примерно равным 10 –10 м. Положительный заряд атома равномерно распределен по всему объему шара, а отрицательно заряженные электроны находятся внутри него (рис. 6.1.1). Для объяснения линейчатых спектров испускания атомов Томсон пытался определить расположение электронов в атоме и рассчитать частоты их колебаний около положений равновесия. Однако эти попытки не увенчались успехом. Через несколько лет в опытах великого английского физика Э. Резерфорда было доказано, что модель Томсона неверна.

Модель атома Дж. Томсона

Первые прямые эксперименты по исследованию внутренней структуры атомов были выполнены Резерфордом и его сотрудниками Э. Марсденом и Хансом Гейгером в 1909–1911 годах. Резерфорд предложил применить зондирование атома с помощью α-частиц, которые возникают при радиоактивном распаде радия и некоторых других элементов. Масса α-частиц приблизительно в 7300 раз больше массы электрона, а положительный заряд равен удвоенному элементарному заряду. В своих опытах Резерфорд использовал α-частицы с кинетической энергией около 5 МэВ (скорость таких частиц очень велика – порядка 10 7 м/с, но все же значительно меньше скорости света). α-частицы – это полностью ионизированные атомы гелия. Они были открыты Резерфордом в 1899 году при изучении явления радиоактивности. Этими частицами Резерфорд бомбардировал атомы тяжелых элементов (золото, серебро, медь и др.). Электроны, входящие в состав атомов, вследствие малой массы не могут заметно изменить траекторию α-частицы. Рассеяние, то есть изменение направления движения α-частиц, может вызвать только тяжелая положительно заряженная часть атома. Схема опыта Резерфорда представлена на рис. 6.1.2.

Схема опыта Резерфорда по рассеянию α-частиц. K – свинцовый контейнер с радиоактивным веществом, Э – экран, покрытый сернистым цинком, Ф – золотая фольга, M – микроскоп

От радиоактивного источника, заключенного в свинцовый контейнер, α-частицы направлялись на тонкую металлическую фольгу. Рассеянные частицы попадали на экран, покрытый слоем кристаллов сульфида цинка, способных светиться под ударами быстрых заряженных частиц. Сцинтилляции (вспышки) на экране наблюдались глазом с помощью микроскопа. Наблюдения рассеянных α-частиц в опыте Резерфорда можно было проводить под различными углами φ к первоначальному направлению пучка. Было обнаружено, что большинство α-частиц проходит через тонкий слой металла, практически не испытывая отклонения. Однако небольшая часть частиц отклоняется на значительные углы, превышающие 30°. Очень редкие α-частицы (приблизительно одна на десять тысяч) испытывали отклонение на углы, близкие к 180°.

Этот результат был совершенно неожиданным даже для Резерфорда. Его представления находились в резком противоречии с моделью атома Томсона, согласно которой положительный заряд распределен по всему объему атома. При таком распределении положительный заряд не может создать сильное электрическое поле, способное отбросить α-частицы назад. Электрическое поле однородного заряженного шара максимально на его поверхности и убывает до нуля по мере приближения к центру шара. Если бы радиус шара, в котором сосредоточен весь положительный заряд атома, уменьшился в n раз, то максимальная сила отталкивания, действующая на α-частицу, по закону Кулона возросла бы в n 2 раз. Следовательно, при достаточно большом значении n α-частицы могли бы испытать рассеяние на большие углы вплоть до 180°. Эти соображения привели Резерфорда к выводу, что атом почти пустой, и весь его положительный заряд сосредоточен в малом объеме. Эту часть атома Резерфорд назвал атомным ядром. Так возникла ядерная модель атома. Рис. 6.1.3 иллюстрирует рассеяние α-частицы в атоме Томсона и в атоме Резерфорда.

Источник