1. Какую роль сыграли труды Д. И. Менделеева в развитии представлений о строении атомов? 2. Какие открытия и явления свидетельствовали о том, что атом представляет собой сложную систему? 3. Расскажите о закономерностях в атомных спектрах водорода. 4. Используя упрощенную схему опытов Э. Резерфорда, объясните результаты этих опытов. 5. Какие постулаты лежат в основе теории атома водорода по Бору? 6. Как теория Бора объясняет происхождение линейчатых спектров? 7. В чем смысл гипотезы де Бройля? 8. Что такое квантовая механика? 9. Как вы понимаете соотношение неопределенностей? 10. Что лежит в основе принципа действия лазера (квантового генератора)? 11. Где применяются лазеры?

Вопросы для самоконтроля и повторения

1. Труды Д. И. Менделеева, в частности периодический закон, сыграли ключевую роль в развитии представлений о строении атомов, поскольку они показали закономерность в свойствах элементов и указали на существование определённой структуры, лежащей в основе этой периодичности.


2. К открытиям и явлениям, свидетельствовавшим о сложной системе атома, относятся: открытие электрона (Дж. Дж. Томсон), опыты Резерфорда по рассеянию альфа-частиц (планетарная модель атома), открытие дискретности атомных спектров, радиоактивность.


3. Закономерности в атомных спектрах водорода были описаны формулой Бальмера, которая впоследствии была обобщена формулой Ридберга. Эта формула позволяет предсказывать длины волн линий спектра водорода.


4. Упрощенная схема опытов Резерфорда: пучок альфа-частиц направляется на тонкую золотую фольгу. Большинство частиц проходило сквозь фольгу, но некоторые отклонялись на большие углы, а небольшое число частиц отскакивало назад. Результаты объясняются тем, что атом имеет компактное положительно заряженное ядро, в котором сосредоточена почти вся масса, а электроны вращаются вокруг него.


5. Постулаты Бора: 1. Атом может находиться только в стационарных (неизлучающих) орбитах, которым соответствуют определённые уровни энергии. 2. Атом излучает или поглощает энергию лишь при переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую. Излучаемая энергия равна разности энергий стационарных состояний.


6. Теория Бора объясняет происхождение линейчатых спектров как результат переходов электронов между стационарными орбитами. Каждый переход соответствует определённой частоте (энергии) излучаемого фотона, что и создаёт дискретные линии спектра.


7. Смысл гипотезы де Бройля заключается в том, что корпускулярно-волновой дуализм присущ не только свету, но и частицам материи (например, электронам). Каждой частице соответствует волна, длина которой обратно пропорциональна её импульсу.


8. Квантовая механика — это фундаментальная теория в физике, описывающая природу на микроскопическом уровне (атомы и субатомные частицы), где классическая механика неприменима. Она основана на идеях квантования, волновой природы частиц и вероятностного характера измерений.


9. Соотношение неопределенностей Гейзенберга означает, что невозможно одновременно точно измерить некоторые пары физических величин, например, координату и импульс частицы. Чем точнее мы знаем одну величину, тем менее точно можем знать другую.


10. В основе принципа действия лазера лежит явление вынужденного излучения (Эйнштейн) и создание инверсной населенности энергетических уровней в активной среде. Фотоны, взаимодействуя с возбуждёнными атомами, вызывают излучение новых фотонов с той же частотой, фазой и направлением, что приводит к усилению света.


11. Лазеры применяются в различных областях: медицина (хирургия, диагностика), промышленность (резка, сварка, маркировка), связь (оптоволоконные сети), научные исследования (спектроскопия, интерферометрия), бытовая техника (CD/DVD/Blu-ray плееры), военная техника (дальномеры, целеуказатели) и др.