Задание #1 Вопрос:
Чему противоречила планетарная модель атома?
Выберите несколько из 5 вариантов ответа:
1) Классической механике Ньютона
2) Электродинамике Максвелла
3) Квантовой механике
4) Квантовой хромодинамике
5) Здравому смыслу
Задание #2
Вопрос:
Вычислите радиус первой боровской орбиты (в ангстремах).
Запишите число:
Задание #3
Вопрос:
Почему Эрнест Резерфорд считал, что исследовать распределение массы атома можно с исследования распределения положительного заряда атома?
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Это было чисто гипотетическое умозаключение
2) Потому что было установлено, что суммарная масса электронов в атоме составляет ничтожную часть от массы самого атома
3) Потому что гравитационное взаимодействие значительно слабее электромагнитного
4) По другим причинам
Задание #4
Вопрос:
Каковы трудности теории Бора
Выберите несколько из 4 вариантов ответа:
1) Теория основана только на постулатах
2) Теория применима только к атому водорода
3) Теория не объясняет стабильность атомов
4) Теория наполовину основана на классической физике
Задание #5
Вопрос:
Как называется состояние атома, соответствующее низшему энергетическому уровню
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) Основное
2) Возбужденное
3) Стационарное
Задание #6
Вопрос:
На сколько порядков радиус атомного ядра меньше радиуса самого атома?
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) 1-2
2) 2-3
3) 4-5
4) 7-8
Задание #7
Вопрос:
Почему ядро атома водорода стало рассматриваться как элементарная частица?
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Потому что оно имеет массу примерно равную 1 а.е.м.
2) Потому что водород - это первый элемент в таблице Менделеева
3) Потому что ядро атома водорода является составной частью других атомных ядер
4) По всем выше перечисленным причинам
Задание #8
Вопрос:
При переходе атома из возбужденного состояния в основное, происходит...
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Поглощение фотона
2) Испускание фотона
3) Термоэлектронная эмиссия
4) Ничего из выше перечисленного
Задание #9
Вопрос:
Что напрямую следует из квантовых постулатов Нильса Бора?
Выберите несколько из 4 вариантов ответа:
1) Квантовая механика более точная, чем классическая механика
2) Существуют определенные состояния атома, в которых он не излучает энергию, несмотря на ускоренное движение электронов
3) Атомы могут излучать или поглощать энергию только дискретными порциями
4) Энергия электрона в атоме принимается за отрицательную
Задание #10
Вопрос:
Вычислите скорость электрона, движущегося по первой боровской орбите (в км/с)
Запишите число:
Правильными ответами являются пункты 3) Квантовой механике и 5) Здравому смыслу.
Пояснение: Планетарная модель атома представляет атом как солнечную систему, где электроны вращаются вокруг ядра по определенным орбитам, подобно планетам вокруг Солнца. Однако различные экспериментальные данные исследования атомов противоречат этой модели. Квантовая механика показывает, что движение электронов вокруг ядра имеет вероятностный характер, и электроны распределены в определенных энергетических состояниях, называемых орбиталями, а не по конкретным орбитам. Поэтому планетарная модель противоречит квантовой механике. Также планетарная модель не учитывает электродинамику Максвелла, которая описывает электромагнитные свойства атомов и является существенной для понимания и объяснения поведения электронов в атоме. Наконец, планетарная модель противоречит здравому смыслу, так как статическое вращение электронов вокруг ядра приводило бы к излучению энергии, что привело бы к стабильным атомам быстро уменьшающегося размера и потере энергии.
Задание #2:
Радиус первой боровской орбиты равен 0,529 ангстрем (Å).
Пояснение: Радиус орбиты атома водорода на первой боровской орбите можно вычислить по формуле:
r = a_0 * n^2 / Z
где a_0 = 0,529 Å (ангстрем) - постоянная Бора, n - главное квантовое число (в данном случае равно 1, так как речь идет о первой орбите), Z - заряд ядра (в данном случае равен 1, так как речь идет об атоме водорода).
Подставляя значения в формулу, получаем:
r = 0,529 Å * (1^2) / 1 = 0,529 Å * 1 = 0,529 Å
Задание #3:
Правильным ответом является пункт 2) Потому что было установлено, что суммарная масса электронов в атоме составляет ничтожную часть от массы самого атома.
Пояснение: Эрнест Резерфорд считал, что исследовать распределение массы атома можно с исследования распределения положительного заряда атома, потому что было установлено, что масса электронов в атоме ничтожно мала по сравнению с массой ядра и общей массой атома. Электроны массой примерно 9,1 * 10^(-31) кг, тогда как масса ядра атома водорода составляет около 1,673 * 10^(-27) кг. Таким образом, масса электронов составляет менее 0,55% от общей массы атома водорода.
Задание #4:
Правильными ответами являются пункты 2) Теория применима только к атому водорода и 3) Теория не объясняет стабильность атомов.
Пояснение: Теория Бора была разработана для атома водорода и через некоторые модификации применима только к этому атому. Теория Бора не дает объяснения стабильности атомов, так как она не учитывает множественность электронов и их взаимодействие.
Задание #5:
Правильным ответом является пункт 1) Основное.
Пояснение: Основным состоянием атома называется состояние, в котором электрон находится на наименьшей энергетической орбите. В данном состоянии электрон наиболее стабилен и имеет наименьшую энергию, возможную для данного атома.
Задание #6:
Правильным ответом является пункт 3) 4-5.
Пояснение: Радиус атомного ядра меньше радиуса самого атома на порядок 4-5. Радиус атомного ядра составляет около 10^(-15) м (фемтометров), тогда как радиус атома варьируется в диапазоне от 10^(-10) до 10^(-9) м (ангстремов), что на порядки больше.
Задание #7:
Правильным ответом является пункт 1) Потому что оно имеет массу примерно равную 1 а.е.м.
Пояснение: Ядро атома водорода считалось элементарной частицей, потому что оно имеет массу примерно равную 1 атомной единице массы (а.е.м.), которая была принята как масса протона. Масса электрона, хотя и является значимой для общей массы атома водорода, намного меньше массы протона, и поэтому протон считался основной частицей в атоме водорода.
Задание #8:
Правильным ответом является пункт 2) Испускание фотона.
Пояснение: При переходе атома из возбужденного состояния в основное происходит испускание фотона. Энергия, полученная атомом при возбуждении, излучается в виде фотона, который имеет определенную энергию, связанную с разностью энергетических состояний между возбужденным и основным состояниями.
Задание #9:
Правильными ответами являются пункты 2) Существуют определенные состояния атома, в которых он не излучает энергию, несмотря на ускоренное движение электронов и 3) Атомы могут излучать или поглощать энергию только дискретными порциями.
Пояснение: Из квантовых постулатов Нильса Бора следует, что в атоме существуют определенные энергетические состояния, называемые стационарными состояниями, в которых электроны движутся без излучения энергии, несмотря на то, что они движутся в ускоренном состоянии. Также квантовые постулаты показывают, что атомы могут излучать или поглощать энергию только дискретными порциями энергии в квантах, что является характерной особенностью квантовой механики.
Задание #10:
Для вычисления скорости электрона на первой боровской орбите необходимо знать массу электрона и радиус орбиты. Для простоты вычислений, мы будем использовать значения в метрах и килограммах.
Масса электрона (m) = 9,10938356 * 10^(-31) кг.
Радиус первой боровской орбиты (r) = 0,529 * 10^(-10) м.
Для вычисления скорости электрона мы можем использовать формулу Центробежной силы, связывающую скорость, массу и радиус движения:
F = m * v^2 / r
где F - Центробежная сила, m - масса электрона, v - скорость электрона, r - радиус орбиты.
Центробежной силой является электростатическая притяжения между электроном и ядром атома, они равны по модулю и противоположно направ