Пређи на главни садржај

Франк-Херцов експеримент

Франк-Херцов експеримент је пружио потврду у вези става Нилса Бора о квантнованости енергетских нивоа електрона у атому. Експеримент је остварен почетком XX века, на начин да је извршено сударање електрона, убрзаних електричним пољем, са атомима. С обзиром да се успоравање електрона догађало једино при одређеним вредностима кинетичких енергија електрона, појава представља пример резонантног процеса.

Симулација експеримента

Анимација представља шематски приказ Франк-Херцовог експеримента. Извор електрона, катода, приказана је цилиндром црвене боје, мрежица кроз коју су пролазили електрони је у средишњем делу, а анода је с десне стране. Запазимо да је мрежица на вишем електричном потенцијалу у односу на катоду и аноду. Промена напона између катоде и мрежице може се уочити у доњем левом углу, док се регистрована струја електрона мери амперметром. Атоми живе нису приказани због прегледности записа.
Електрони стичу кинетичке енергије од електричног поља и у првом делу анимације је присутно еластично расејање на атомима, при чему јачина електричне струје расте. При одређеној вредности напона, који одговара првој вредности потенцијала јонизације атома, струја нагло опада, јер електрони побуђују атоме при нееластичним једноструким сударима и након тога не поседују довољно високе вредности кинетичких енергија да савладају одбојну електричу силу и стигну до аноде. Емисија фотона од стране побуђених атома није приказана. 
Увећавањем напона електрони поседују довољно високе вредности енергија да стигну до аноде, све док вредност напона не буде сразмерна дуплој вредности потенцијала јонизације у односу на прву вредност. Након дуплих нееластичних судара већина електрона поново нема довољно високе вредности кинетичких енергија да би стигли до аноде.
У анимацији сам приказао два потенцијала јонизације, али их може бити много више код вишеелектронских атома.

Популарни чланци

Феромагнетици, парамагнетици и дијамагнетици

Упрошћена слика електрона у атому приказује ову честицу на начин да се обрће дуж орбитале, око језгра брзином сталне бројне вредности, али и око своје осе (спин). С обзиром да је електрон наелектрисан, током кретања ствара два магнетна поља: једно настаје због кретања око језгра, а друго због обртања око своје осе. Та два магнетна поља одређују магнетни (диполни) моменти- орбитални и спински. Ова величина је својствена и честицама у атомском језгру, али је њихов допринос укупном магнетном моменту атома знатно мањи те није битан за тумачење магнетних особина материјала. Стрелицама су приказани укупни магнетни моменти атома - као збир магнетних момената електрона.


Код материјала који припадају групи дијамагнетика, атоми не поседују магнетни момент (или је веома слаб) када материјал није изложен дејству магнетног поља. Међутим, у магнетном пољу, као што анимација приказује, атоми дијамагнетика стичу магнетне моменте који су усмерени на начин да слабе магнетно поље. Типични представници …

Радерфордов модел атома

Ернест Радерфорд је говорио да је каријеру физичара започео када је одлучио да се мане копања кромпира. У улози професора често би се спетљао приликом извођења једначина и студентима је препуштао да доврше започето. Осим физике обожавао је још голф и аутомобиле.  Радерфорд је осмислио први озбиљан модел атома, који је био динамички, полазећи од експеримента са проласком алфа зрачења (језгра атома хелијума) кроз танак листић злата. Злато је користио због велике густине. Сумњао је у исправност Томсоновог статичког модела атома, у складу с којим је атом већим делом сачињен од позитивног наелектрисања, а негативно наелектрисане честице су усађене унутар атома - попут шљива у пудингу, и сматрао је да позитивно наелектрисање у атому заузима много мању запремину. Видео запис
Анимација приказује да је већина позитивно наелектрисаних алфа честица прошла кроз листић злата, са или без скретања, а мали број се одбио под великим углом након директног судара честица са језгром. Дакле, атом је у већем…

Томсонов модел атома

Џозефа Томсона историја физике помиње као истакнутог британског експерименталног физичара, упркос причи да је био прилично „смотан”. Иначе се бавио и баштованством. Охрабрен чињеницом да је њему приписано откриће електрона, осмелио се да јавности пружи приказ атома - познат под називом Томсонов модел. У савремено доба модел има једино историјску вредност, али је представљао добру полазну основу да Ернест Радерфорд изведе чувени експеримент са проласком алфа честица кроз танак листић злата.  У складу са моделом, атом сачињава сфера позитивног наелектрисања, у анимацији обојена у сиво, и зеленкасти електрони у њој који су осциловали попут линеарних хармонијских осцилатора. Модел се често назива „пудинг са шљивама”: пудинг је позитивно наелектрисани део атома, а шљиве су електрони. Томсон је сматрао да атом садржи преко 1 000 електрона. Видео запис Као мотив мог видео записа узет је увеличани приказ танког листића дебљине око 10 000 атома, кога сачињавају Томсонови атоми. На позитивно н…