Mapa Serwisu
|
| Atom wodoru według Bohra |
|
Admin1 dnia marzec 19 2007 22:16:10
|
18. Atom wodoru według Bohra.
18.1 Atom wodoru według Bohra.
Atom wodoru według Bohra składa się z dodatnio naładowanego jądra skupiającego prawie całą masę atomu i z elektronu krążącego po orbicie kołowej.
Aby elektron nie mógł przyjmować dowolnej odległości od jądra, Bohr wprowadził ograniczenia w postaci postulatów.
18.2 Pierwszy postulat Bohra.
Moment pędu elektronu w atomie wodoru jest wielkością skwantowaną: ,
, .
Oznaczenia
b - moment pędu; V - prędkość elektronu; r - promień orbity elektronu;
h - stała Plantha
18.3 Warunek kwantyzacji prędkości.
Prędkość elektronu w atomie wodoru jest wielkością skwantowaną: , ,
,
Oznaczenia
V - prędkość elektronu; V0 - najmniejsza prędkość elektronu;
h - stała Plantha; k - stała elektrostatyczna; e - ładunek elementarny;
18.4 Warunek kwantyzacji promienia.
Promień orbity w atomie wodoru jest wielkością skwantowaną: , , ,
Oznaczenia
r - promień orbity; r0 - najmniejszy promień orbity; h - stała Plantha; V0 - najmniejsza prędkość elektronu
18.5 Warunek kwantyzacji energii.
Energia w atomie jest wielkością skwantowaną:
, ,
Energia jest ujemna, aby elektron samodzielnie nie mógł wydostać się poza atom.
Oznaczenia
E - energia; E0 - najmniejsza energia atomu; r0 - najmniejszy promień orbity; k -stała elektrostatyczna; e - ładunek elementarny;
18.6 Następny postulat Bohra.
W stanie stacjonarnym (elektron nie zmienia powłoki) atom nie może emitować energii.
18.7 Drugi postulat Bohra.
Atom przechodząc z poziomu energetycznego wyższego na niższy oddaje nadmiar energii w
postaci kwantu promieniowania elektromagnetycznego.
Częstotliwość wyemitowanej energii :
,
poziom energetyczny - stan o ściśle określonej energii.
poziom podstawowy - wszystkie elektrony znajdują się najbliżej jądra.
Oznaczenia
- częstotliwość; l - poziom, na który spada atom; n - poziom początkowy.
18.8 Moment magnetyczny atomu i elektronu.
Moment magnetyczny jest zawsze przeciwnie skierowany do momentu pędu.
Moment magnetyczny : ;
, .
Moment magnetyczny w atomie wodoru jest wielkością skwantowaną.
Oznaczenia
b - moment pędu; h - stała Plantha; e - ładunek elementarny; me - masa elektronu; n - numer orbity; m - moment magnetyczny; - moment magnetyczny Bohra (wielkość stała)
18.9 Spinowy moment magnetyczny.
Jest związany z ruchem elektronu wokół własnej osi.
;
spinowy moment magnetyczny:
Spinowy moment magnetyczny jest odpowiedzialny za właściwości magnetyczne materii (zob.pkt. 22.11)
Oznaczenia
h - stała Plantha; e - ładunek elementarny; me - masa elektronu; m -spinowy moment magnetyczny; s - spin
19. Kondensator.
19.1 Pojemność elektryczna.
Na każdym przewodniku przy określonym potencjale możemy zgromadzić ściśle określoną ilość ładunków:
1 Farad to pojemność takiego przewodnika, na którym zgromadzono ładunek 1 C przy potencjale 1V.
Oznaczenia
Q - ładunek zgromadzony; V - potencjał
19.2 Kondensator.
Jest to układ dwóch przewodników oddzielonych od siebie dielektrykiem, przy czym jeden z nich jest uziemiony. Kondensator działa na zasadzie indukcji.
Kondensator płaski - dwie, równoległe przewodzące płyty z przewodnika oddzielone izolatorem. Jedna z tych płyt jest uziemiona.
19.3 Pojemność kondensatorów.
19.3.1 Pojemność kondensatora płaskiego:
Oznaczenia
C - pojemność; 0 - przenikalność elektryczna próżni; r - przenikalność elektryczna izolatora oddzielającego okładki; s - powierzchnia okładek;
d - odległość między okładkami.
19.3.2 Pojemność kondensatora kulistego:
Oznaczenia
C - pojemność; 0 - przenikalność elektryczna próżni; R - promień kondensatora.
19.4 £ączenie kondensatorów.
19.4.1 £ączenie szeregowe kondensatorów.
£adunek na każdym z kondensatorów jest jednakowy.
Pojemność wypadkowa układu:
Oznaczenia
C - pojemność wypadkowa układu; C1,2,3 - pojemności poszczególnych kondensatorów; U - różnica potencjałów(napięcie); U1,2,3 - różnice potencjałów na poszczególnych kondensatorach; Q - ładunek zgromadzony na każdym kondensatorze;
19.4.2 £ączenie równoległe kondensatorów.
Napięcie na każdym z kondensatorów jest jednakowe.
Pojemność wypadkowa układu:
Oznaczenia
C - pojemność wypadkowa układu; C1,2,3 - pojemności poszczególnych kondensatorów; U - różnica potencjałów(napięcie); Q1,2,3 - ładunek zgromadzony na poszczególnych kondensatorach;
19.5 Energia kondensatorów.
Energia zmagazynowana w kondensatorze:
Oznaczenia
C - pojemność kondensatora; U - różnica potencjałów(napięcie);
Q - ładunek zgromadzony na okładkach kondensatora; E - energia;
20. Polaryzacja elektryczna.
20.1 Polaryzacja elektryczna.
Polaryzacja elektryczna polega na pojawieniu się na powierzchni dielektryka ładunków o przeciwnych znakach, gdy dielektryk zostanie umieszczony w polu elektrycznym.
Wewnątrz dielektryka powstaje podczas polaryzacji pole elektryczne skierowane przeciwnie do pola zewnętrznego.
20.2 Wektor polaryzacji elektrycznej:
Oznaczenia
Q - ładunek związany; s - powierzchnia dielektryka; - s wersor (stosunek wektora do jego długości)
21. Prąd elektryczny stały.
21.1 Prąd elektryczny.
Jest to ruch swobodnych ładunków wywołany różnicą potencjałów. Potencjał jest ujemny, lecz tego nie zapisujemy - i traktujemy jako dodatni.
21.2 Nośniki prądu elektrycznego.
subst. przewodząca nośnik
przewodnik elektrony walencyjne
elektrolit jony + i -
gaz jony i elektrony
półprzewodnik elektrony i dziury
próżnia dowolny rodzaj ładunków
21.2 Natężenie prądu elektrycznego stałego.
Jest to stosunek ładunku przepływającego przez poprzeczny przekrój przewodnika do czasu jego przepływu :
£adunek ma wartość 1 Culomba, gdy przez przewodnik w czasie 1 sekundy przepłynie prąd o natężeniu 1 Ampera.
Jeden Amper to natężenie takiego prądu, który płynąc w 2 nieskończenie cienkich, długich, umieszczonych w próżni, równoległych przewodnikach wywołuje oddziaływanie tych przewodników na siebie siłą Newtona na każdy metr długości (zob. pkt. 22.8).
21.3 Kierunek przepływu prądu.
Na segmentach elektrycznych określamy umowny kierunek przepływu prądu: do + do -.
Rzeczywisty kierunek przepływu prądu :
od - do +.
21.4 Elementy obwodów elektrycznych.
21.5 Opór elektryczny.
25.5.1 Opór elektryczny.
Opór elektryczny to wynik oddziaływania elektronów przewodnictwa z jonami sieci krystalicznej.
,
Opór elektryczny ma wartość 1 gdy natężenie przy napięciu =1 V ma wartość 1 A.
Oznaczenia
R - opór; - opór właściwy (cecha charakterystyczna substancji); l - długość przewodnika; s - pole powierzchni przekroju poprzecznego przewodnika; R0 - opór w danej temperaturze; - temperaturowy współczynnik oporu (cecha charakterystyczna substancji); T - różnica temperatur (R-R0);
21.5.2 £ączenie oporów elektrycznych.
a)£ączenie szeregowe:
Oznaczenia
R- opór wypadkowy układu; C1,2,3 - opory poszczególnych oporników; U - różnica potencjałów(napięcie); U1,2,3 - różnice potencjałów na poszczególnych kondensatorach;
b)£ączenie równoległe:
Oznaczenia
R - opór wypadkowy układu; R1,2,3 - opory poszczególnych oporników; U - różnica potencjałów(napięcie); I1,2,3 - natężenia prądu na poszczególnych kondensatorach;
21.6 Prawo Ohma.
21.6.1 Prawo Ohma.
Natężenie prądu zależy wprost proporcjonalnie od napięcia:
Prawo Ohma jest spełnione tylko wtedy, gdy opór nie zależy od napięcia ani od natężenia prądu.
Oznaczenia
R - opór; U - różnica potencjałów(napięcie); I - natężenie prądu
21.6.2 Prawo Ohma dla obwodu zamkniętego
Prawo Ohma dla obwodu zamkniętego:
Oznaczenia
R - opór całkowity ogniwa; - siła elektromotoryczna ogniwa; I - natężenie prądu; rW - opór wewnętrzny ogniwa.
21.7 Prawa Kirchoffa.
21.7.1 Pierwsze prawo Kirchoffa.
Suma natężeń wchodzących do węzła sieci elektrycznej jest równa sumie natężeń prądów wychodzących z punktu węzłowego.
21.7.2 Drugie prawo Kirchoffa.
Stosunek prądów płynących przez poszczególne gałęzie sieci elektrycznej jest równa odwrotności oporu w tych gałęziach :
Oznaczenia
R1,2 - opory poszczególnych gałęzi układu; I1,2 - natężenia prądu w poszczególnych gałęziach układu;
21.7.3 Drugie prawo Kirchoffa dla obwodu zamkniętego.
Suma sił elektromotorycznych w oczku jest równa sumie spadków napięć na wszystkich oporach w tym oczku:
Oznaczenia
R - opory poszczególnych oporników; I - natężenia prądu w poszczególnych opornikach; n - ilość sił elektromotorycznych; j - ilość spadków napięć; - siła elektromotoryczna
21.8 Mostek elektryczny.
Opory dobiera się tak, by przez woltomierz nie płynął prąd elektryczny - wtedy mostek jest zrównoważony.
Oznaczenia
R1,2,3,4 - opory poszczególnych oporników.
21.9 Praca prądu elektrycznego stałego.
Praca :
Oznaczenia
W - praca; R- opór; U - różnica potencjałów(napięcie); T - czas przepływu; I - natężenie; Q - całkowity ładunek, który przepłynął;
21.10 Moc prądu elektrycznego stałego.
Moc :
Oznaczenia
P - moc; W - praca; U - różnica potencjałów(napięcie); T - czas wykonywania pracy; I - natężenie;
21.11 Prawo Joula-Lenza.
Ilość wydzielonego ciepła na przewodniku jest równa pracy prądu elektrycznego, jaką on wykonał podczas przejścia przez obwód: .
Jeżeli w obwodzie zmienia się temperatura, to ciepło liczymy wg. wzoru :
Oznaczenia
Q - Ilość wydzielonego ciepła na przewodniku; W - praca; M - masa; c - ciepło właściwe (cecha charakterystyczna danej substancji); T - zmiana temperatury
21.12 Sprawność urządzeń elektrycznych.
Sprawność urządzenia elektrycznego:
Oznaczenia
- sprawność urządzenia elektrycznego; PZ - moc zużyta do przez urządzenie; PP - moc pobrana przez urządzenie
21.13 Siła elektromotoryczna ogniwa.
Miarą SEM ogniwa jest różnica potencjałów między elektrodami gdy nie czerpiemy prądu elektrycznego: .
SEM ogniwa jest równa stosunkowi energii, jaka zamieni się z formy chemicznej na elektryczną do ładunku jednostkowego.
Oznaczenia
W - praca; - siła elektromotoryczna ogniwa; Q - ładunek jednostkowy
21.14 Prawa elektrolizy Faradaya.
21.14.1 Pierwsze prawo elektrolizy Faradaya.
Masa jonów wydzielonych na elektrodzie podczas elektrolizy jest proporcjonalna do natężenia prądu płynącego przez elektrolit i czasu jego przepływu - czyli jest proporcjonalna do ładunku przeniesionego w czasie przez elektrolit :
Oznaczenia
Q - ładunek przeniesiony przez elektrolit; k - elektrochemiczny równoważnik substancji (cecha charakterystyczna substancji); I - natężenie prądu; T - czas przepływu prądu
21.14.2 Drugie prawo elektrolizy Faradaya.
Drugie prawo elektrolizy Faradaya :
Oznaczenia
k1,2 - elektrochemiczny równoważnik substancji (cecha charakterystyczna substancji); R1,2 - gramorównoważniki substancji (cecha charakterystyczna danej substancji)
21.14.3 Gramorównoważnik substancji.
Jest to stosunek masy molowej do wartościowości:
Oznaczenia
R - gramorównoważniki substancji (cecha charakterystyczna danej substancji); M - masa molowa; - wartościowość
21.14.4 Stała Faradaya.
Jest to stosunek gramorównoważnika danej substancji do elektrochemicznego równoważnika danej substancji:
Oznaczenia
F - stała Faradaya; k - elektrochemiczny równoważnik substancji (cecha charakterystyczna substancji); R - gramorównoważniki substancji (cecha charakterystyczna danej substancji)
Prawa autorskie :
Firma MJ STUDIO jest posiadaczem praw autorskich dotyczących niniejszego kompendium. Zezwala się na bezpłatne kopiowanie całego pliku tekstowego lub powielanie całej książki bez wiedzy autora jedynie do celów niekomercyjnych. Zezwala się na kopiowanie lub powielanie części kompendium jedynie pod warunkiem umieszczenia w kopii tej strony jedynie do celów niekomercyjnych. Zmiany w treści kompendium mogą być dokonywane jedynie za wiedzą i zgodą autora. Firma MJ STUDIO nie ponosi odpowiedzialności za ewentualne błędy merytoryczne w treści kompendium. Wszelkie inne prawa zastrzeżone.
Druk : MJ STUDIO
e-mail : mjstudio@zeus.polsl.gliwice.pl
1997 MJ STUDIO. All rights reserved.
|
|
|
Zaloguj się, żeby móc dodawać komentarze.
|
|
|
Dodawanie ocen dostępne tylko dla zalogowanych Użytkowników.
Proszę się zalogować lub zarejestrować, żeby móc dodawać oceny.
Brak ocen.
|
|
|
|
