24
ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ 3 ο ΕΤΟΣ ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ 2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΑΤΟΜΙΚΑ ΠΡΟΤΥΠΑ Πρότυπο Thomson –Πρότυπο του σταφιδόψωμου Σύμφωνα με τον Thomson το άτομο αποτελείται από μια σφαίρα θετικού φορτίου, ομοιόμορφα κατανεμημένου, μέσα στο οποίο είναι ενσωματωμένα τα ηλεκτρόνια, όπως οι σταφίδες στο σταφιδόψωμο. Πρότυπο Rutherford- Πλανητικό μοντέλο Σύμφωνα με τον Rutherford το άτομο αποτελείται από μια πολύ μικρή περιοχή στην οποία είναι συγκεντρωμένο όλο το θετικό φορτίο και η μάζα του ατόμου. Η περιοχή αυτή ονομάζεται πυρήνας. Γύρω από τον πυρήνα κινούνται τα ηλεκτρόνια σε κυκλικές τροχιές, όπως οι πλανήτες γύρω από τον ήλιο. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΣΜΑΤΑ 1

2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

  • Upload
    pitsaki

  • View
    42

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ 3ο ΕΤΟΣ ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

ΑΤΟΜΙΚΑ ΠΡΟΤΥΠΑ

Πρότυπο Thomson –Πρότυπο του σταφιδόψωμου

Σύμφωνα με τον Thomson το άτομο αποτελείται από μια σφαίρα θετικού φορτίου, ομοιόμορφα κατανεμημένου, μέσα στο οποίο είναι ενσωματωμένα τα ηλεκτρόνια, όπως οι σταφίδες στο σταφιδόψωμο.

Πρότυπο Rutherford- Πλανητικό μοντέλο

Σύμφωνα με τον Rutherford το άτομο αποτελείται από μια πολύ μικρή περιοχή στην οποία είναι συγκεντρωμένο όλο το θετικό φορτίο και η μάζα του ατόμου. Η περιοχή αυτή ονομάζεται πυρήνας. Γύρω από τον πυρήνα κινούνται τα ηλεκτρόνια σε κυκλικές τροχιές, όπως οι πλανήτες γύρω από τον ήλιο.

ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΣΜΑΤΑΣυνεχές φάσμα

1

Page 2: 2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ 3ο ΕΤΟΣ ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

Αν φωτίσουμε μέσω μιας λεπτής σχισμής με λευκό φως ένα πρίσμα τότε θα παρατηρήσουμε πάνω σε ένα πέτασμα μια συνεχή χρωματιστή ταινία που ονομάζεται συνεχές φάσμα του λευκού φωτός.

Φάσμα εκπομπήςΌταν εφαρμόσουμε ορισμένη τάση

σε διαφανή γυάλινο σωλήνα που περιέχει αέριο σε χαμηλή πίεση, τότε το αέριο θα εκπέμπει φως. Αν το φως αυτό το αναλύσουμε με τη βοήθεια πρίσματος τότε θα παρατηρήσουμε μια σειρά από φωτεινές γραμμές, που ονομάζεται γραμμικό φάσμα εκπομπής του αερίου.

Τα μήκη κύματος που περιέχει το γραμμικό φάσμα εκπομπής ενός αερίου είναι χαρακτηριστικά αυτού του αερίου, δηλαδή το γραμμικό φάσμα είναι ένα είδος ταυτότητας των αερίων.

Φάσμα απορρόφησηςΌταν ανάμεσα σε πηγή

λευκού φωτός και σε ένα πρίσμα παρεμβάλλουμε διαφανή γυάλινο σωλήνα που περιέχει αέριο τότε στο πέτασμα θα παρατηρήσουμε μια χρωματιστή ταινία που διακόπτεται από σκοτεινές γραμμές. Αυτή η ταινία ονομάζεται γραμμικό φάσμα απορρόφησης του αερίου.

Αν το αέριο είναι ίδιο με αυτό που χρησιμοποιήσαμε στο φάσμα εκπομπής τότε οι σκοτεινές γραμμές τους φάσματος απορρόφησης αντιστοιχούν στο ίδιο μήκος κύματος (επομένως στην ίδια συχνότητα) με τις φωτεινές γραμμές τους φάσματος εκπομπής.

ΑΤΟΜΙΚΟ ΠΡΟΤΥΠΟ ΤΟΥ BOHR

2

Page 3: 2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ 3ο ΕΤΟΣ ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

Το πρότυπο του Rutherford δεν μπορούσε να εξηγήσει τα γραμμικά φάσματα των αερίων. Συγκεκριμένα δεν μπορούσε να εξηγήσει:

1. γιατί το υδρογόνο εκπέμπει μόνο ορισμένα μήκη κύματος και2. γιατί απορροφά μόνο τα μήκη κύματος που εκπέμπει.

Για αυτό το λόγο ο Bohr εισήγαγε το δικό του πρότυπο για το άτομο του υδρογόνου που αποτελείται από 4 παραδοχές-συνθήκες:

Πρώτη συνθήκη του Bohr :

Το ηλεκτρόνιο του ατόμου του υδρογόνου περιφέρεται γύρω από τον θετικά φορτισμένο πυρήνα με την επίδραση της δύναμης Coulomb που δέχεται από αυτόν.

Δεύτερη συνθήκη του Bohr :

Το ηλεκτρόνιο μπορεί να κινείται μόνο σε συγκεκριμένες τροχιές γύρω από τον πυρήνα- αυτές οι τροχιές λέγονται επιτρεπόμενες τροχιές.

Στις επιτρεπόμενες τροχιές η στροφορμή 1 του ηλεκτρονίου είναι

ακέραιο πολλαπλάσιο της ποσότητας (h bar), όπου η σταθερά του

Planck και . Δηλαδή

στις επιτρεπόμενες τροχιές:

, όπου

1 Η στροφορμή ενός σώματος μάζας που κάνει κυκλική τροχιά ακτίνας με

ταχύτητα είναι .

3

Page 4: 2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ 3ο ΕΤΟΣ ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

Ο αριθμός λέγεται κύριος κβαντικός αριθμός και αντιστοιχεί στις επιτρεπόμενες τροχιές, όπως φαίνεται στο διπλανό σχήμα.

Τρίτη συνθήκη του Bohr :

Όταν το ηλεκτρόνιο κινείται σε ορισμένη επιτρεπόμενη τροχιά, δεν εκπέμπει ακτινοβολία.

Τέταρτη συνθήκη του Bohr :

όταν το ηλεκτρόνιο μεταπηδήσει από μια επιτρεπόμενη τροχιά σε άλλη μικρότερης ενέργειας τότε εκπέμπει ένα φωτόνιο. Η ενέργεια αυτού του φωτονίου είναι ίση με τη διαφορά των ενεργειών στων δύο επιτρεπόμενων τροχιών .

όταν το ηλεκτρόνιο μεταπηδήσει από μια επιτρεπόμενη τροχιά σε άλλη μεγαλύτερης ενέργειας τότε απορροφά ένα φωτόνιο. Η ενέργεια αυτού του φωτονίου είναι ίση με τη διαφορά των ενεργειών στων δύο επιτρεπόμενων τροχιών .

4

Page 5: 2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ 3ο ΕΤΟΣ ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

Ολική ενέργεια ηλεκτρονίου στο άτομο του υδρογόνου

Αποδεικνύεται πως η ενέργεια του ηλεκτρονίου στο άτομο του υδρογόνου είναι:

, όπου ο κύριος κβαντικός αριθμός, μια σταθερά που

λέγεται σταθερά Coulomb, το φορτίο του ηλεκτρονίου και η ακτίνα της κυκλικής τροχιάς του ηλεκτρονίου.

Ακτίνα Bohr λέγεται η μικρότερη ακτίνα επιτρεπόμενης τροχιάς του ηλεκτρονίου, δηλαδή αντιστοιχεί στον , και είναι ίση με

.

Επιτρεπόμενες τροχιές Δίνονται από τη σχέση

, όπου ο κύριος κβαντικός αριθμός και η

ακτίνα Bohr

Επιτρεπόμενες τιμές ενέργειαςΔίνονται από τη σχέση

5

Page 6: 2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ 3ο ΕΤΟΣ ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

, όπου ο κύριος κβαντικός αριθμός και η

2 όπως προκύπτει από την παραπάνω σχέση:

.

Σύμφωνα με τα παραπάνω οι επιτρεπόμενες ακτίνες και οι επιτρεπόμενες ενέργειες φαίνονται στον πίνακα και στο σχέδιο:

2 Το είναι μονάδα μέτρησης ενέργειας : .

6

Page 7: 2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ 3ο ΕΤΟΣ ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

Άσκηση:Να υπολογίσετε τις επιτρεπόμενες ακτίνες και τις επιτρεπόμενες τιμές ενέργειας στις τροχιές που αντιστοιχούν στον κύριο κβαντικό αριθμό

και . Δίνονται: και .

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………..

Από την παραπάνω

άσκηση φαίνεται ότι οι τιμές της ενέργειας είναι αρνητικές. Η μεγαλύτερη τιμή

της είναι και αντιστοιχεί σε και . Σε αυτή την περίπτωση

το ηλεκτρόνιο έχει φύγει από το άτομο (ιονισμός). Η φυσική σημασία του

αρνητικού προσήμου της ολικής ενέργειας είναι ότι πρέπει να προσφερθεί

ενέργεια για να φύγει το ηλεκτρόνιο από το άτομο.

7

Page 8: 2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ 3ο ΕΤΟΣ ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

ΔΙΑΚΡΙΤΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΣΤΑΘΜΕΣ

Ενεργειακές στάθμες ονομάζονται οι επιτρεπόμενες τιμές της ενέργειας του

υδρογόνου και κάθε ατόμου και οι αντίστοιχες καταστάσεις λέγονται

ενεργειακές καταστάσεις.

Θεμελιώδης κατάσταση λέγεται η κατάσταση με την χαμηλότερη ενέργεια

.

Διεγερμένες καταστάσεις λέγονται όλες οι άλλες καταστάσεις

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΣΤΑΘΜΩΝ

Το διάγραμμα ενεργειακών σταθμών

φαίνεται στο διπλανό σχήμα.

Ο κατακόρυφος άξονας είναι βαθμολογημένος σε τιμές ενέργειας και οι

οριζόντιες γραμμές αντιστοιχούν στις επιτρεπόμενες τιμές ενέργειας.

8

Page 9: 2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ 3ο ΕΤΟΣ ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

Η μετάβαση ενός ηλεκτρονίου από μία τροχιά σε άλλη συμβολίζεται με

ένα βέλος που έχει αρχή την αρχική στάθμη και τέλος την τελική στάθμη.

Άσκηση: Για ποιες μεταβάσεις εκπέμπεται υπεριώδες φως, για ποιες

ορατό και για ποιες υπέρυθρο;

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………..

ΔΙΕΓΕΡΣΗ ΑΤΟΜΟΥ

Η μετάβαση ενός ηλεκτρονίου από μία τροχιά χαμηλής ενέργειας σε

άλλη υψηλότερης ενέργειας ονομάζεται διέγερση του ατόμου.

Η ενέργεια που χρειάζεται για να διεγερθεί ένα άτομο λέγεται ενέργεια

διέγερσης.

Το άτομο παραμένει διεγερμένο για πάρα πολύ λίγο χρονικό διάστημα (

) και μετά μεταβαίνει στην θεμελιώδη κατάσταση (αποδιέγερση του

ατόμου).

Άσκηση: Από το διάγραμμα ενεργειακών σταθμών να βρείτε πόση είναι

η ενέργεια διέγερσης του ατόμου του υδρογόνου για να μεταβεί το ηλεκτρόνιο

στην στάθμη με κύριο κβαντικό αριθμό .

…………………………………………………………………………………………

Γενικεύστε το παραπάνω και γράψτε τη σχέση που δίνει την ενέργεια

διέγερσης για τη μετάβαση του ηλεκτρονίου από οποιαδήποτε στάθμη

χαμηλής ενέργειας σε οποιαδήποτε άλλη στάθμη υψηλότερης ενέργειας.

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………..

9

Page 10: 2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ 3ο ΕΤΟΣ ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑΣτην παραπάνω διέγερση απορροφάται ή εκπέμπεται ακτινοβολία;

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………..

Όταν το παραπάνω άτομο θα αποδιεγερθεί απορροφάται ή εκπέμπεται

ακτινοβολία;

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………..

Πόση είναι η συχνότητα της ακτινοβολίας που εκπέμπεται ή απορροφάται στις

πάνω περιπτώσεις; Δίνεται η σταθερά του Planck .

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………..

ΙΟΝΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ

Η απομάκρυνση ενός ηλεκτρονίου του ατόμου από την περιοχή του

ηλεκτρικού πεδίου του πυρήνα λέγεται ιονισμός του ατόμου.

Η ενέργεια που απαιτείται για να ιονιστεί ένα άτομο λέγεται ενέργεια

ιονισμού.

Θυμηθείτε τη σχέση που μας δίνει την ενέργεια διέγερσης:

…………………………………………………………………………………………

Επομένως η σχέση που μας δίνει την ενέργεια ιονισμού θα είναι:

Αλλά , επομένως

Όμως για το άτομο του υδρογόνου , άρα

Η ενέργεια ιονισμού για το άτομο του υδρογόνου είναι

Άσκηση:

10

Page 11: 2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ 3ο ΕΤΟΣ ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑΤο διάγραμμα των ενεργειακών σταθμών ενός υποθετικού ατόμου φαίνεται

στο διπλανό σχήμα.

Για να μεταπηδήσει το ηλεκτρόνιο του ατόμου από τη στάθμη 1 στη στάθμη 2

απορροφάται ή εκπέμπεται ενέργεια; Πόση είναι η ενέργεια αυτή;

…………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………..

Πόση είναι η ενέργεια ιονισμού του παραπάνω ατόμου;

…………………………………………………………………………………………..

Όταν το ηλεκτρόνιο του παραπάνω ατόμου μεταπηδήσει από τη στάθμη 3 στη

θεμελιώδη στάθμη, πόση είναι η συχνότητα της ακτινοβολίας που εκπέμπεται;

Δίνεται η σταθερά του Planck .

…………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………..

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ ΦΩΤΟΝΙΩΝ

ΔΙΕΓΕΡΣΗ ΜΕ ΚΡΟΥΣΗ

Με τη βοήθεια της παραπάνω εικόνας να συμπληρώσετε τα παρακάτω

κενά στο κείμενο που περιγράφει τη διέγερση ατόμου με κρούση:

Όταν ένα σωματίδιο (π.χ. ………………, ιόν ή άτομο) συγκρουστεί με ένα

άτομο υδρογόνου που βρίσκεται στη ………………….κατάσταση, τότε το

…………………. του ατόμου μπορεί να απορροφήσει αρκετή

11

Page 12: 2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ 3ο ΕΤΟΣ ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ……………………….για να μεταπηδήσει σε τροχιά ………………………

ενέργειας με αποτέλεσμα το άτομο να …………………...

Μετά από πολύ λίγο χρόνο το διεγερμένο άτομο επανέρχεται στη

………………….κατάσταση. Η αποδιέγερση μπορεί να γίνει με ένα άλμα

κατευθείαν στη θεμελιώδη κατάσταση, με ταυτόχρονη εκπομπή

ενός………………., είτε με περισσότερα ενδιάμεσα άλματα από τροχιά σε

τροχιά, με ταυτόχρονη εκπομπή περισσότερων …………………

ΔΙΕΓΕΡΣΗ ΜΕ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

Στο παραπάνω σχήμα φαίνεται πως ενέργεια + άτομο στη θεμελιώδη

κατάσταση= διεγερμένο άτομο + φάσμα εκπομπής.

Να συμπληρώσετε τα κενά:

Ας θεωρήσουμε ένα άτομο υδρογόνου που βρίσκεται στη

………………..κατάσταση (n=…..) και απορροφά ένα …………….που έχει

τόση ενέργεια όση χρειάζεται για να μεταπηδήσει το ηλεκτρόνιο από τη

………………….. στην κατάσταση που αντιστοιχεί σε κβαντικό αριθμό n=2.

Μετά από λίγο χρόνο το διεγερμένο άτομο επανέρχεται στη ……………………

κατάσταση εκπέμποντας ένα ……………….., που έχει μήκος κύματος ίσο με

το μήκος κύματος του φωτονίου που………………….

12

Page 13: 2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ 3ο ΕΤΟΣ ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

Στα δύο τελευταία σχήματα η φωτεινή γραμμή του φάσματος εκπομπής

αντιστοιχεί στη σκοτεινή γραμμή του φάσματος απορρόφησης.

Η ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΤΟΥ ΠΡΟΤΥΠΟΥ ΤΟΥ BOHR

Σε ποιο άτομο αναφερόμασταν όταν μελετούσαμε το ατομικό πρότυπο

του Bohr;

……………………………………………………………………………………

……….

Να σχεδιάσετε το άτομο του υδρογόνου:

Πόσα ηλεκτρόνια έχει το άτομο του υδρογόνου;

………………………………………

Το πρότυπο του Bohr μπορεί να επεκταθεί και σε ιόντα που έχουν μόνο

ένα ηλεκτρόνιο, όπως το ήλιο , το λίθιο κ.α. που ονομάζονται

υδρογονοειδή.

13

Page 14: 2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ 3ο ΕΤΟΣ ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

Το άτομο του ηλίου και του λιθίου φαίνονται στο σχήμα. Να σχεδιάσετε

δίπλα τα αντίστοιχα υδρογονοειδή ιόντα.

άτομο ηλίου

άτομο λιθίου

Σύμφωνα με το πρότυπου του Bohr όταν το ηλεκτρόνιο του ατόμου ή του

υδρογονοειδούς ιόντος μεταβεί από την αρχική τροχιά, που αντιστοιχεί σε

κβαντικό αριθμό , σε τελική τροχιά μικρότερης ενέργειας, που αντιστοιχεί

σε κβαντικό αριθμό , τότε εκπέμπεται φωτόνιο συχνότητας :

Το μήκος κύματος του φωτονίου υπολογίζεται από τη σχέση:

Έτσι η επιτυχία του προτύπου του Bohr ήταν ότι μπόρεσε να ερμηνεύσει

τα γραμμικά φάσματα εκπομπής και απορρόφησης του ατόμου του

υδρογόνου αλλά και των υδρογονοειδών.

Η ΑΠΟΤΥΧΙΑ ΤΟΥ ΠΡΟΤΥΠΟΥ ΤΟΥ BOHR

Το πρότυπο του Bohr δεν μπόρεσε να εξηγήσει τα γραμμικά φάσματα

ατόμων που έχουν 2 ή περισσότερα ηλεκτρόνια.

14

Page 15: 2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ 3ο ΕΤΟΣ ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

Το 1920 μια νέα θεωρία, η κβαντομηχανική, έδωσε τις απαντήσεις.

ΑΚΤΙΝΕΣ Χ ( ROENTGEN )

Οι ακτίνες Χ είναι αόρατη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που έχει μήκη

κύματος πολύ μικρότερα από τα μήκη κύματος των ορατών ακτινοβολιών.

15

Page 16: 2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ 3ο ΕΤΟΣ ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ

Η συσκευή που χρησιμοποίησε ο Roentgen αποτελείται από ένα γυάλινο

σωλήνα που είναι εφοδιασμένος με δύο ηλεκτρόδια, την………………και

την…………………….

Μεταξύ της ανόδου και της καθόδου εφαρμόζεται υψηλή τάση, η οποία

επιταχύνει τα …………………….Τα ηλεκτρόνια προσπίπτουν στην

……………………. με μεγάλη ταχύτητα. ‘Έτσι η άνοδος εκπέμπει μια πολύ

διεισδυτική ακτινοβολία, που ονομάζεται ακτίνες Χ.

Επειδή αναπτύσσονται πολύ υψηλές θερμοκρασίες το υλικό της ανόδου

είναι δύστηκτο μέταλλο και ψύχεται για να μην ………………….

Επομένως, οι ακτίνες Χ παράγονται όταν ηλεκτρόνια μεγάλης ταχύτητας

που έχουν επιταχυνθεί από υψηλή τάση, προσπίπτουν σε μεταλλικό στόχο.

ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ

Όταν οι ακτίνες Χ διαπερνούν οποιοδήποτε υλικό, τότε ένα μέρος της

ακτινοβολίας απορροφάται από το υλικό. Η απορρόφηση της ακτινοβολίας

εξαρτάται από τους εξής παράγοντες:

16

Page 17: 2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ 3ο ΕΤΟΣ ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

1.Από τη φύση του υλικού. Όσο

μεγαλύτερος είναι ο ατομικός

αριθμός Ζ των ατόμων του υλικού

τόσο μεγαλύτερη είναι η

απορρόφηση. Εξηγήστε πώς αυτό

εφαρμόζεται στις ακτινογραφίες

των ανθρώπων.

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

……………………………………………...............................................................

2. Από το μήκος κύματος της ακτινοβολίας. Όταν οι ακτίνες Χ διαπερνούν

μια πλάκα που έχει ορισμένο πάχος, τότε η απορρόφηση αυξάνεται όσο

αυξάνεται το μήκος κύματος της ακτινοβολίας.

Με βάση αυτό το κριτήριο οι ακτίνες Χ χωρίζονται σε δύο κατηγορίες:

Α) Σκληρές ακτίνες: είναι οι ακτίνες Χ που έχουν μικρά μήκη κύματος και

είναι περισσότερο διεισδυτικές (απορροφούνται………………………)

Β) Μαλακές ακτίνες: είναι οι ακτίνες Χ που έχουν μεγάλα μήκη κύματος

και είναι λιγότερο διεισδυτικές (απορροφούνται………………………)

3. Από το πάχος του υλικού. ‘Οσο το πάχος του υλικού είναι

………………….. τόσο ……………………είναι και η απορρόφηση της

ακτινοβολίας μέσα στο υλικό αυτό.

ΧΡΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ

Στην Ιατρική

Α. ακτινογραφία-ακτινοσκόπηση

Θυμηθείτε σε ποια ιδιότητα των ακτίνων Χ στηρίζεται η λήψη ακτινογραφιών.

………………………………………………………………………………………….

17

Page 18: 2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ 3ο ΕΤΟΣ ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑΤα οστά περιέχουν στοιχεία μεγάλου …………………..και απορροφούν

……………………τις ακτίνες από ό,τι οι ιστοί.

Αν ανάμεσα στην πηγή των ακτίνων Χ και μια φθορίζουσας οθόνης

τοποθετηθεί ο ασθενής τότε πρόκειται για …………………...

Αν στη θέση της φθορίζουσας οθόνης τοποθετηθεί μια φωτογραφική πλάκα

τότε θα πάρουμε την ανάλογη φωτογραφία που ονομάζεται…………………….

Β. Αυτοματοποιημένη αξονική τομογραφία

Η πηγή των ακτίνων Χ παράγει μια

αποκλίνουσα δέσμη η οποία

διαπερνάει το ανθρώπινο σώμα. Όταν

εξέρχονται από την άλλη πλευρά του

σώματος ανιχνεύονται με διάταξη

ανιχνευτών. Κάθε ανιχνευτής μετράει

την απορρόφηση μιας λεπτής δέσμης

που διαπερνά το σώμα. Η συσκευή

περιστρέφεται γύρω από το

ανθρώπινο σώμα και ένας

υπολογιστής επεξεργάζεται τις πληροφορίες. Με αυτό τον τρόπο ανιχνεύονται

όγκοι ή άλλες ανωμαλίες που είναι πολύ μικροί και δεν μπορούν να

παρατηρηθούν με την ακτινογραφία.

Στην βιομηχανία

Οι ακτίνες Χ χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία για να διαπιστωθεί η ύπαρξη

κοιλοτήτων, ραγισμάτων ή άλλων ελαττωμάτων στο εσωτερικό μεταλλικών

αντικειμένων.

Σε ποια ιδιότητα των ακτίνων Χ στηρίζεται αυτή τους η χρήση;

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………..

ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΒΛΑΒΕΣ ΠΟΥ ΠΡΟΚΑΛΟΥΝ ΟΙ ΑΚΤΙΝΕΣ Χ

Με τη βοήθεια διάφορων πηγών (internet, βιβλιογραφία κ.α.) να αναφέρετε τι

βιολογικές βλάβες μπορούν να προκαλέσουν οι ακτίνες Χ.

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

18

Page 19: 2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ 3ο ΕΤΟΣ ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ2. ΑΤΟΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

19