a bohr-féle atommodell (1913) - hps.elte.huhps.elte.hu/~szegedi/fiztort2/ft3_2016_10.pdf ·...

23
a Bohr-féle atommodell (1913) Niels Hendrik David Bohr (1885-1962)

Upload: lamtruc

Post on 25-Aug-2019

215 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: a Bohr-féle atommodell (1913) - hps.elte.huhps.elte.hu/~szegedi/fiztort2/ft3_2016_10.pdf · •atomok gerjesztése és ionizációja elektronnal való bombázással (1913-1914) –James

• a Bohr-féle atommodell (1913)

– Niels Hendrik David

Bohr (1885-1962)

Page 2: a Bohr-féle atommodell (1913) - hps.elte.huhps.elte.hu/~szegedi/fiztort2/ft3_2016_10.pdf · •atomok gerjesztése és ionizációja elektronnal való bombázással (1913-1914) –James
Page 3: a Bohr-féle atommodell (1913) - hps.elte.huhps.elte.hu/~szegedi/fiztort2/ft3_2016_10.pdf · •atomok gerjesztése és ionizációja elektronnal való bombázással (1913-1914) –James

• atomok gerjesztése és ionizációja

elektronnal való bombázással

(1913-1914)

– James Franck (1882-1964)

– Gustav Ludwig Hertz (1887-1975)

• Nobel-díj (1925)

Page 4: a Bohr-féle atommodell (1913) - hps.elte.huhps.elte.hu/~szegedi/fiztort2/ft3_2016_10.pdf · •atomok gerjesztése és ionizációja elektronnal való bombázással (1913-1914) –James
Page 5: a Bohr-féle atommodell (1913) - hps.elte.huhps.elte.hu/~szegedi/fiztort2/ft3_2016_10.pdf · •atomok gerjesztése és ionizációja elektronnal való bombázással (1913-1914) –James

• az atommag töltése azonos a

rendszámmal (1913)

– Henry Moseley (1887-1915)

• röntgenvizsgálatok

Page 6: a Bohr-féle atommodell (1913) - hps.elte.huhps.elte.hu/~szegedi/fiztort2/ft3_2016_10.pdf · •atomok gerjesztése és ionizációja elektronnal való bombázással (1913-1914) –James

• atommodell a színképvonalak

finomszerkezetének magyarázatára

– Sommerfeld

• ellipszispályák, azimutális kvantumszám

• a Zeeman-effektus kvantumelmélete (1916)

• müncheni elméleti fizikai iskola: Heisenberg,

Pauli, Raabi, Debay, Bethe

• a proton felfedezése (1914-1919)

– Rutherford

Page 7: a Bohr-féle atommodell (1913) - hps.elte.huhps.elte.hu/~szegedi/fiztort2/ft3_2016_10.pdf · •atomok gerjesztése és ionizációja elektronnal való bombázással (1913-1914) –James

• mesterséges magátalakítás (1919)

– Rutherford

• nitrogén-14 + hélium-4 oxigén-17 + hidrogén-1

• a neutron feltételezése (1920)

– Rutherford

Page 8: a Bohr-féle atommodell (1913) - hps.elte.huhps.elte.hu/~szegedi/fiztort2/ft3_2016_10.pdf · •atomok gerjesztése és ionizációja elektronnal való bombázással (1913-1914) –James

• mágneses

kvantumszám

(1920)

– Sommerfeld

• korrespondencia-

elv (1918-1923)

– Bohr

• Nobel-díj (1922)

Page 9: a Bohr-féle atommodell (1913) - hps.elte.huhps.elte.hu/~szegedi/fiztort2/ft3_2016_10.pdf · •atomok gerjesztése és ionizációja elektronnal való bombázással (1913-1914) –James

• a molekulák sebességének

közvetlen megmérése

– Otto Stern (1888-1969)

• igazolta Maxwellt (1920)

Page 10: a Bohr-féle atommodell (1913) - hps.elte.huhps.elte.hu/~szegedi/fiztort2/ft3_2016_10.pdf · •atomok gerjesztése és ionizációja elektronnal való bombázással (1913-1914) –James

• az atom mágneses

momentuma - térbeli

kvantálás (1922)

– Walter Gerlach

(1889-1979)

– Stern

• Nobel-díj (1943)

Page 11: a Bohr-féle atommodell (1913) - hps.elte.huhps.elte.hu/~szegedi/fiztort2/ft3_2016_10.pdf · •atomok gerjesztése és ionizációja elektronnal való bombázással (1913-1914) –James

• a röntgensugárzás

hullámhosszának megváltozása

elektronon történő szóráskor -

kísérlet és magyarázat (1923)

– Arthur Holly Compton (1892-1962)

• Nobel-díj (1927)

• a kettős természet kiterjesztése az

anyagra (1923)

– L. de Broglie

Page 12: a Bohr-féle atommodell (1913) - hps.elte.huhps.elte.hu/~szegedi/fiztort2/ft3_2016_10.pdf · •atomok gerjesztése és ionizációja elektronnal való bombázással (1913-1914) –James

személy

Louis de Broglie (1892-1987)

• arisztokrata család

• francia irodalom és történelem

• fizika

• I. Világháború: rádiósként az Eiffel-

toronyban

• Marurice de Broglie laboratóriuma:

röntgenspektrumok, fényelektromos hatás

• hőmérsékleti sugárzás, fénykvantumok

• doktori Paul Langevin témavezetésével

Page 13: a Bohr-féle atommodell (1913) - hps.elte.huhps.elte.hu/~szegedi/fiztort2/ft3_2016_10.pdf · •atomok gerjesztése és ionizációja elektronnal való bombázással (1913-1914) –James

Recherches sur la théorie des

quanta (1924)

• XVI-XX. sz-i harcok a fény részecske- és

hullámtermészete körül, relativitáselmélet,

kvantáltsági feltevések

• utóbbiak összevetése: energia,

hullámjelenségek relativisztikus

tulajdonságai

• párhuzamok (analógiák)

Page 14: a Bohr-féle atommodell (1913) - hps.elte.huhps.elte.hu/~szegedi/fiztort2/ft3_2016_10.pdf · •atomok gerjesztése és ionizációja elektronnal való bombázással (1913-1914) –James

• az elektronpályák kvantumfeltételei

(egész hullámok)

• alkalmazások

klasszikus mechanika

legkisebb hatás elve

geometriai optika

Fermat-elv

hullámoptika az elektron dinamikája

(kvantummechanika)

Page 15: a Bohr-féle atommodell (1913) - hps.elte.huhps.elte.hu/~szegedi/fiztort2/ft3_2016_10.pdf · •atomok gerjesztése és ionizációja elektronnal való bombázással (1913-1914) –James

személy

• a disszertáció útja: Langevin →

Einstein → Peter Debay →

Schrödinger → hullámmechanika

(1926)

• Davisson-Germer: kísérleti igazolás

(1927)

• alternatív interpretációk keresése

– kettős megoldás

– vezérhullám

• Nobel-díj a doktoriért (1929)

Page 16: a Bohr-féle atommodell (1913) - hps.elte.huhps.elte.hu/~szegedi/fiztort2/ft3_2016_10.pdf · •atomok gerjesztése és ionizációja elektronnal való bombázással (1913-1914) –James

• a magspin és a mágneses momentum, a kizárási elv (1924)

– Wolfgang Pauli (1900-1958)

• a korrespondencia-elv alkalmazása a diszperziós formulára (1925)

– Hendrik Anthony Kramers (1894-1952)

• a mátrixmechanika (1925)

– Werner Karl Heisenberg (1901-1976)

• a mérhető mennyiségekre vonatkozó Mach-féle recept → nincsenek elektronpályák az atomban

• csak a kísérlet által sugallt fogalmak és matematikai formulák

• Nobel díj (1932)

Page 17: a Bohr-féle atommodell (1913) - hps.elte.huhps.elte.hu/~szegedi/fiztort2/ft3_2016_10.pdf · •atomok gerjesztése és ionizációja elektronnal való bombázással (1913-1914) –James

• a hullámmechanika (1926)

– Erwin Schrödinger (1887-1961)

• ekvivalenciája a mátrixmechanikával

• Nobel-díj (1933)

Page 18: a Bohr-féle atommodell (1913) - hps.elte.huhps.elte.hu/~szegedi/fiztort2/ft3_2016_10.pdf · •atomok gerjesztése és ionizációja elektronnal való bombázással (1913-1914) –James
Page 19: a Bohr-féle atommodell (1913) - hps.elte.huhps.elte.hu/~szegedi/fiztort2/ft3_2016_10.pdf · •atomok gerjesztése és ionizációja elektronnal való bombázással (1913-1914) –James

• a hullámfüggvény valószínűségi

interpretációja (1926)

– Max Born (1882-1970)

• Born-közelítés

• operátor-fogalom

• Nobel-díj (1954)

• a matematikai apparátus

továbbfejlesztése (1926)

– Paul Adrien Maurice Dirac (1902-1984)

• Nobel-díj (1933)

– Neumann János (1903-1957)

• Hilbert-tér (1929-32)

Page 20: a Bohr-féle atommodell (1913) - hps.elte.huhps.elte.hu/~szegedi/fiztort2/ft3_2016_10.pdf · •atomok gerjesztése és ionizációja elektronnal való bombázással (1913-1914) –James

• a határozatlansági reláció (1927)

– Heisenberg

• a spin kvantummechanikája (1927)

– Pauli

• Nobel-díj (1945)

• a kétatomos molekula (1927)

– Born-Oppenheimer

• a fémek kvantumelmélete (1927-1928)

– Sommerfeld

• elektrongáz

Page 21: a Bohr-féle atommodell (1913) - hps.elte.huhps.elte.hu/~szegedi/fiztort2/ft3_2016_10.pdf · •atomok gerjesztése és ionizációja elektronnal való bombázással (1913-1914) –James

• a komplementaritási elv (1927-1928)

– Bohr

• másodkvantálás (1927-1928)

– Dirac

• elektromágneses tér, kvantumtérelmélet, a

sugárzás kvantumelmélete, relativisztikus

kvantumelmélet

• pozitron, antirészecskék, vákuumpolarizáció

• kvantumelektrodinamika (1929)

– Heisenberg

Page 22: a Bohr-féle atommodell (1913) - hps.elte.huhps.elte.hu/~szegedi/fiztort2/ft3_2016_10.pdf · •atomok gerjesztése és ionizációja elektronnal való bombázással (1913-1914) –James

• Bohr

– magfizika (1930-)

• A kvantummechanikai paradigma

– a világ: egymással (nem csupán mechanikai)

kölcsönhatásban lévő (állapotváltoztató)

alkotórészek, kettős – részecske- és hullám-

tulajdonsággal rendelkező – objektumok

(időnként összefonódó) rendszere

– az állapotváltozás (matematikailag leírható)

potenciálok vagy mérések hatására, részben

véletlenszerűen megy végbe (mert)

– a mérés egyben beavatkozás

Page 23: a Bohr-féle atommodell (1913) - hps.elte.huhps.elte.hu/~szegedi/fiztort2/ft3_2016_10.pdf · •atomok gerjesztése és ionizációja elektronnal való bombázással (1913-1914) –James

XX. századi forradalom a fizikában

termod.

stat. fiz.

fény anyag mágnesesség elektromosság

színkép

Bohr-modell

magfizika

radioaktivitás

lumineszcencia

részecskefizika

kvantummechanika

1873

1896

1900

1855

1913

1925

katódsugárcső

elektrodinamika

? ?

! hőmérsékleti sugárzás

!