Modelli atomici

Evidenza della natura corpuscolare della radiazione elettromagnetica

Corpo nero

E = m h_f

Quantizzazione livelli di energia di oscillatori → modi stazionari di onde elettromagnetiche.

Effetto fotoelettrico

Il fotone ha energia h_f (produzione raggi X e effetto fotoelettrico inverso).

Effetto Compton

Il fotone ha quantità di moto h/λ.

Proprietà quantistiche nella materia

Evidenza della natura ondulatoria della materia:

• Quanti di materia: atomo → materia non distribuita in maniera continua ma quantizzata.
• Quanti di carica elettrica: elettrone.

Esperimenti e modelli atomici

Esperimento per conoscere carica e.m.m.o. dell'elettrone (analisi concetti aggiunta classical).

• Thomson (1893)
• Millikan (1903): elettrone in moto → acquisto contaletto

Modelli atomici:

• Classici: Thomson, Rutherford, Bohr
• Quantistici

Spettri atomici

Per solidi e liquidi → spettri continui.

Per gas → spettri caratteristici di uno specifico elemento chimico.

Spettro di H₂O costituisce una "firma" della presenza di H₂O per verificare la presenza di un elemento o particella dallo spettro.

Spettro di assorbimento

Righe nere di assorbimento.

Spettro di emissione

Righe luminose. Atomi, ioni, gas eccitati da collisioni con elettroni.

Freattura radiazione elettromagnetica. Differenza di potenziale. Tutte le righe di assorbimento si vedono anche in emissione. Non tutte le righe di emissione si vedono in assorbimento. Quì: delle righe in emissione si vedono se il riscaldamento dipende dalla temperatura.

Studio degli spettri di emissione

Si studiano gli spettri di emissione per evidenziare la natura corpuscolare della radiazione elettromagnetica. Corpo nero E=nhv quantizzazione livelli di energia di oscillatori.

Effetto fotoelettrico

Fotone ha energia hv (produzione e proprietà dell’effetto fotoelettrico inverso).

Effetto Compton

Fotone ha quantità di moto p=h/λ.

Proprietà quantistiche della materia

Esistenza della natura corpuscolare della materia:

• Quantità di materia → atomo
• Materia non distribuita in maniera continua ma quantizzata
• Quantità di carica elettrica → elettrone

Esperimento per conoscere carica e.m.m.o. dell’elettrone

Modelli atomici

Classici → quantistici:

• Stabilità degli atomi
• Spettri di emissione di sostanze gassose → righe spettrali

Spettri atomici

Per solidi e liquidi → spettri continui.

Per gas → righe spettrali caratteristiche di uno specifico elemento chimico.

Spettro di assorbimento

Righe nere di assorbimento.

Spettro di emissione

Righe luminose. Si studiano gli spettri di emissione.

Spettro di emissione (Spettro di H)

Regolarità negli spettri atomici quantizzato dalla costante di Rydberg.

Serie spettrali al variare di n:

• n = 1 → serie di Lyman
• n = 2 → serie di Balmer
• n = 3 → serie di Paschen

Struttura caratteristica delle serie. Se n aumenta → λ aumenta, n diminuisce.

Modello a "panettone" di Thomson

Elettroni sono costituenti quantistici della materia. Per H, numero atomico.

Per atomo con numero atomico, come sono distribuite le particelle negative e la carica positiva?

Thomson: elettrone solo + particelle puntiformi.

H = z e forza di Coulomb con il soggetto elettrostatico = e ral volume della distribuzione di carica puntiforme ρ = e q = r_M = 3 e4/3 π r³

Calcolare il campo elettrico generato da ρ. Simmetria sferica —> campo elettrico radiale E(r) —> legge di Gauss: (L O = r² E (r) e₀ 3 3 flusso di E attraverso una superfice sferica contenuta nella sfera (E costante e & sulla superficie))

E (catodo r) = alla superficie di raggio r. E(r): ( e E₀ r₂ e aE = E₀ r¹e qe r r_M r (r_M )

Al calcolare potenziale scendendo nel campo elettrico generato da altura radiale & electronica nello schema potenziale elettrostatico associato al campo elettrico:

V (r) = -∫’ E(r) dr simmetria sferica e condizione V (≤ 0) = 0 vr M V (r) ( B e [ 3— e e r 2 r_M x 2 ( r_M )

Appendice: ( r) extra aumentandoponderable