Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
Trường ĐH Khoa học Tự nhiên
Khoa Vật lý – vật lý kỹ thuật

Vật lý A3
Phần nguyên tử lý thuyết cổ điển
PGS.TS. Lê Công Hảo
Cell phone: 0917.657.009
Email: [email protected]
www.lchaovlhn.wordpress.com
Bài tập chương 4 (giáo trình): 1, 2, 3, 4, 8, 9 10, 11, 14.


Chương IV: Lý thuyết cổ điển
về vật lý nguyên tử
1.MẪU NGUYÊN TỬ THOMSON.

- Tới thế kỉ XIX quan niệm về nguyên tử là
phần tử cuối cùng không phân li được do
Đêmôcrít đề xướng từ thế kỉ thứ V, trước
công nguyên đã không thể tồn tại được
nữa.
- Bởi vì ngay từ sự kiện khám phá ra các hạt electron (1897)
đã cho người ta nhận thấy rằng nguyên tử phải có những
thành phần và những cấu trúc nhất định.
- Năm 1904 nhà vật lý người Anh Thomson đã đưa ra mô
hình nguyên tử cụ thể đầu tiên. Nguyên tử có dạng hình cầu
với kích thước vào bậc Angstron (1Å=10-10 m). Tích điện
dương dưới dạng một môi trường đồng chất, còn các electron
thì phân bố rải rác và đối xứng bên trong hình cầu đó


vàng mỏng, phía sau lá vàng là màn huỳnh quang,
phủ lớp Sunfit kẽm nó cho ta một dấu hiệu loé
sáng khi có hạt alpha đập vào.


2. THÍ NGHIỆM RUTHERFORD VỀ TÁN XẠ HẠT α
Chùm hạt alpha

Nguồn phát

ZnS Màn huỳnh quang
Lá vàng


2. THÍ NGHIỆM RUTHERFORD VỀ TÁN XẠ HẠT α

Ông ta nghĩ gì ???!!!
-

-

-

-

-

-

-

o Như vậy các hạt alpha chỉ chịu tác dụng của
điện trường rất yếu, và coi như không chịu ảnh
hưởng gì khi đi qua lá vàng, do vậy mà phương
chuyển động ban đầu không thay đổi.


2. THÍ NGHIỆM RUTHERFORD VỀ TÁN XẠ HẠT α

Thế nhưng kết quả thí nghiệm
hoàn toàn khác với dự đoán !
o Kết quả thí nghiệm là:
+ Đa số các hạt alpha bay thẳng, xuyên qua
lá vàng, nhưng số ít bị lệch với những góc
rất lớn, thậm chí có hạt bay trở lại.
+ Kết quả thí nghiệm mâu thuẫn với mẫu
nguyên tử Thomson.


2. THÍ NGHIỆM RUTHERFORD VỀ TÁN XẠ HẠT α

KẾT QUẢ NHẬN ĐƯỢC


2. THÍ NGHIỆM RUTHERFORD VỀ TÁN XẠ HẠT α

o Như vậy để giải thích được hiện
tượng này thì phải giả thuyết
rằng trong nguyên tử phải có
một điện trường cực mạnh mới
có thể làm cho các hạt alpha bị

Làm cho nó có thể lệch hướng bay với góc lệch
đáng kể.


3.MẪU NGUYÊN TỬ Rutherford
Rutherford giải thích sự tán xạ trên lá vàng

.
Chùm hạt
. alpha
.

.

.

Hạt bị lệch
hướng

.
.

.
.

.

.
.


Như vậy có thể nói rằng sự sắp xếp thứ tự của
các nguyên tố hoá học trong hệ thống tuần
hoàn Mendeleev thực chất là do số electron
của mỗi nguyên tố đó qui định.
•
Ngoài ra người ta cũng cho rằng các
electron quay quanh hạt nhân trên những quỹ
đạo Elip, giống như chuyển động của các
hành tinh quanh mặt trời trong thái dương hệ.
• Vì thế mẫu nguyên tử của Rutherford còn
được gọi là mẫu hành tinh nguyên tử. Sự khác
biệt duy nhất giữa hai hệ thống chỉ là lực
tương tác. Với nguyên tử là lực hút tĩnh điện
còn với thái dương hệ là lực hấp dẫn.


3.2. Tính không ổn định của mẫu hành
tinh nguyên tử
Mẫu hành tinh nguyên tử của Rutherford
không thể giải thích được:
+ Làm thế nào mà electron giữ được bên
ngoài hạt nhân do lực hút tĩnh điện?
+ Bất kỳ hạt điện nào tham gia vào quá trình
chuyển động tròn sẽ phát bức xạ (năng
lượng điện từ), cuối cùng rơi vào hạt nhân
do mất hết năng lượng. Điều này sẽ làm cho
nguyên tử không bền vững, nhưng thực tế
nguyên tử luôn bền vững.



định luật bức xạ của Planck:
“Một bức xạ điện từ được phát ra cũng như
được hấp thụ dưới dạng lượng tử năng
lượng gián đoạn”

E =  = h =

hc



Tần số

=

c



h = 6,625.10 – 34 (J.s), gọi là hằng số Planck

c = 3.10 8 (m/s) là vận tốc sóng điện từ trong ck.


➢Electron được phép để chuyển từ quỹ đạo này
đến quỹ đạo khác mà electron không bao giờ
tồn tại khoảng không gian giữa hai quỹ đạo
này,
➢ Hiện tượng này được gọi là bước nhảy lượng
tử trong nguyên tử. Lý thuyết lượng tử hóa


E = h = En − Em

PX

HT

Năng lượng

nm

Các mức
kích thích
n>1

Mức cơ bản
n=1


5. NGUYÊN TỬ HYDRO
5.1. Cấu tạo nguyên tử Hydrogen
Cấu tạo bởi:
+ Một electrôn quay quanh hạt
nhân trên các quỹ đạo dừng
+ Một proton mang điện tích
dương

mp
me


2
𝑘𝑒 2
+ Electron liên kết với hạt
và 𝑈 =
𝑟
nhân
2
1
1 𝑘𝑒
+Không thể thoát ra ngoài
𝐸 =𝐾+𝑈 = 𝑈 =−
2
2 𝑟
nguyên tử.
➢