Element disperzije i iskustva čestica. Rutherfordov eksperiment raspršenja alfa čestica (kratko)
Uvod
Atomi, za koje se prvobitno smatralo da su nedjeljivi, složeni su sistemi. Imaju masivno jezgro od protona i neutrona, oko kojih se elektroni kreću u praznom prostoru. Atomi su veoma mali - njihove dimenzije su oko 10 –10 –10 –9 m, a dimenzije jezgra su još oko 100.000 puta manje (10 –15 –10 –14 m). Stoga se atomi mogu "vidjeti" samo indirektno, na slici sa vrlo velikim uvećanjem (na primjer, korištenjem projektora za emitiranje polja). Ali čak i u ovom slučaju, atomi se ne mogu detaljno vidjeti. Naše znanje o njihovoj unutrašnjoj strukturi zasniva se na ogromnoj količini eksperimentalnih podataka, što posredno, ali uvjerljivo potkrepljuje gore navedeno. Ideje o strukturi atoma radikalno su se promenile u 20. veku. pod utjecajem novih teorijskih ideja i eksperimentalnih podataka. Još uvijek postoje neriješena pitanja u opisu unutrašnje strukture atomskog jezgra, koja su predmet intenzivnog istraživanja. Sljedeći odeljci ocrtavaju historiju razvoja ideja o strukturi atoma kao cjeline; Poseban članak posvećen je strukturi jezgra (ATOMIC NUCLEUS STRUCTURE), budući da su se ove ideje razvijale uglavnom nezavisno. Energija potrebna za proučavanje vanjskih omotača atoma je relativno mala, reda toplinske ili kemijske energije. Iz tog razloga, elektroni su eksperimentalno otkriveni mnogo prije otkrića jezgra. Jezgro je, unatoč svojoj maloj veličini, vrlo čvrsto vezano, pa se može uništiti i proučavati samo uz pomoć sila koje su milijune puta intenzivnije od sila koje djeluju između atoma. Brzi napredak u razumijevanju unutrašnje strukture jezgra počeo je tek pojavom akceleratora čestica. Upravo ta ogromna razlika u veličini i energiji vezivanja omogućava nam da strukturu atoma kao cjeline razmotrimo odvojeno od strukture jezgra. Da biste dobili ideju o veličini atoma i praznom prostoru koji zauzima, razmotrite atome koji čine kap vode promjera 1 mm. Ako mentalno povećate ovaj pad na veličinu Zemlje, tada će atomi vodika i kisika uključeni u molekulu vode imati promjer od 1-2 m od čega je samo 0,01 mm.
Glavni dio
I. Evolucija ideja o strukturi atoma
Otkriće složene strukture atoma je najvažnija faza u razvoju moderne fizike. U procesu stvaranja kvantitativne teorije strukture atoma, koja je omogućila objašnjenje atomskih sistema, formirane su nove ideje o svojstvima mikročestica, koje opisuje kvantna mehanika.
Ideja o atomima kao nedjeljivim najmanjim česticama tvari, kao što je gore navedeno, nastala je u antičko doba (Demokrit, Epikur, Lukrecije). U srednjem vijeku, doktrina atoma, budući da je materijalistička, nije dobila priznanje. Do početka 18. vijeka. atomska teorija postaje sve popularnija. U to vrijeme, radovi francuskog hemičara A. Lavoisier-a (1743–1794), velikog ruskog naučnika M.V. Lomonosov i engleski hemičar i fizičar D. Dalton (1766–1844) dokazali su realnost postojanja atoma. Međutim, u to vrijeme se nije ni postavljalo pitanje unutrašnje strukture atoma, budući da su atomi smatrani nedjeljivim.
Veliku ulogu u razvoju atomske teorije odigrao je istaknuti ruski hemičar D.I. Mendeljejev, koji je 1869. razvio periodični sistem elemenata, u kojem je po prvi put na naučnoj osnovi postavljeno pitanje jedinstvene prirode atoma. U drugoj polovini 19. veka. Eksperimentalno je dokazano da je elektron jedan od glavnih dijelova bilo koje tvari. Ovi zaključci, kao i brojni eksperimentalni podaci, doveli su do toga da je početkom 20.st. Ozbiljno se postavilo pitanje strukture atoma.
Postojanje prirodne veze između svih hemijskih elemenata, jasno izražene u Mendeljejevljevom periodičnom sistemu, sugeriše da je struktura svih atoma zasnovana na zajedničkom svojstvu: svi su usko povezani jedni s drugima.
Međutim, sve do kraja 19. stoljeća. U hemiji je prevladalo metafizičko uvjerenje da je atom najmanja čestica proste materije, konačna granica djeljivosti materije. Prilikom svih hemijskih transformacija samo se molekuli uništavaju i ponovo stvaraju, dok atomi ostaju nepromenjeni i ne mogu se podeliti na manje delove.
Dugo vremena različite pretpostavke o strukturi atoma nisu bile potvrđene nikakvim eksperimentalnim podacima. Tek krajem 19. veka. napravljena su otkrića koja su pokazala složenost strukture atoma i mogućnost transformacije jednih atoma u druge pod određenim uslovima. Na osnovu ovih otkrića, doktrina o strukturi atoma počela se ubrzano razvijati.
Prvi indirektni dokazi složene strukture atoma dobiveni su proučavanjem katodnih zraka nastalih tokom električnog pražnjenja u visoko razrijeđenim plinovima. Proučavanje svojstava ovih zraka dovelo je do zaključka da su to mlaz sićušnih čestica koje nose negativni električni naboj i lete brzinom bliskom brzini svjetlosti. Posebnim tehnikama bilo je moguće odrediti masu katodnih čestica i veličinu njihovog naboja, te otkriti da oni ne ovise ni o prirodi plina koji ostaje u cijevi, ni o tvari od koje su elektrode. su napravljeni ili pod drugim eksperimentalnim uslovima. Štoviše, čestice katode poznate su samo u nabijenom stanju i ne mogu se skinuti sa svojih naboja i pretvoriti u električno neutralne čestice: električni naboj je suština njihove prirode. Ove čestice, nazvane elektroni, otkrio je 1897. engleski fizičar J. Thomson.
Proučavanje strukture atoma je praktično počelo 1897–1898, nakon što je konačno utvrđena priroda katodnih zraka kao struje elektrona i utvrđeni naboj i masa elektrona. Thomson je predložio prvi model atoma, predstavljajući atom kao nakupinu materije s pozitivnim električnim nabojem, u kojoj je isprepleteno toliko elektrona da ga pretvara u električno neutralnu formaciju. U ovom modelu se pretpostavljalo da pod uticajem spoljašnjih uticaja elektroni mogu oscilirati, odnosno kretati se ubrzanom brzinom. Čini se da je to omogućilo da se odgovori na pitanja o emisiji svjetlosti od strane atoma materije i gama zraka od strane atoma radioaktivnih tvari.
Thomsonov model atoma nije pretpostavljao pozitivno nabijene čestice unutar atoma. Ali kako onda možemo objasniti emisiju pozitivno nabijenih alfa čestica radioaktivnim supstancama? Thomsonov atomski model nije odgovorio na neka druga pitanja.
Godine 1911. engleski fizičar E. Rutherford, proučavajući kretanje alfa čestica u plinovima i drugim supstancama, otkrio je pozitivno nabijeni dio atoma. Daljnja temeljitija istraživanja pokazala su da kada snop paralelnih zraka prođe kroz slojeve plina ili tanku metalnu ploču, više ne nastaju paralelne zrake, već donekle divergentne: alfa čestice se raspršuju, odnosno odstupaju od prvobitne putanje. Uglovi otklona su mali, ali uvijek postoji mali broj čestica (otprilike jedna u nekoliko hiljada) koje su vrlo snažno otklone. Neke čestice se odbacuju kao da su naišle na neprobojnu barijeru. To nisu elektroni - njihova masa je mnogo manja od mase alfa čestica. Do skretanja može doći prilikom sudara s pozitivnim česticama čija je masa istog reda kao i masa alfa čestica. Na osnovu ovih razmatranja, Rutherford je predložio sljedeći dijagram strukture atoma.
U središtu atoma nalazi se pozitivno nabijeno jezgro, oko kojeg se elektroni rotiraju u različitim orbitama. Centrifugalna sila koja nastaje prilikom njihove rotacije uravnotežena je privlačenjem između jezgra i elektrona, zbog čega oni ostaju na određenim udaljenostima od jezgra. Budući da je masa elektrona zanemarljiva, gotovo cijela masa atoma je koncentrisana u njegovom jezgru. Udio jezgra i elektrona, čiji je broj relativno mali, čini samo neznatan dio ukupnog prostora koji zauzima atomski sistem.
Dijagram strukture atoma koji je predložio Rutherford, ili, kako obično kažu, planetarni model atoma, lako objašnjava fenomen skretanja alfa čestica. Zaista, veličina jezgra i elektrona je izuzetno mala u usporedbi s veličinom cijelog atoma, koja je određena orbitama elektrona koji su najudaljeniji od jezgre, tako da većina alfa čestica leti kroz atome bez primjetnog otklona. Samo u slučajevima kada alfa čestica dođe vrlo blizu jezgri, električno odbijanje uzrokuje da ona oštro odstupi od prvobitne putanje. Stoga je proučavanje raspršenja alfa čestica postavilo temelje nuklearne teorije atoma.
II. Borovi postulati
Planetarni model atoma omogućio je objašnjenje rezultata eksperimenata o raspršivanju alfa čestica materije, ali su se pojavile fundamentalne poteškoće u opravdavanju stabilnosti atoma. Prvi pokušaj konstruiranja kvalitativno nove – kvantne – teorije atoma napravio je 1913. Niels Bohr. Postavio je cilj povezivanja u jedinstvenu cjelinu empirijskih zakona linijskih spektra, Rutherfordovog nuklearnog modela atoma i kvantne prirode emisije i apsorpcije svjetlosti. Bohr je svoju teoriju zasnovao na Rutherfordovom nuklearnom modelu. Predložio je da se elektroni kreću oko jezgra po kružnim orbitama. Kružno kretanje, čak i pri konstantnoj brzini, ima ubrzanje. Ovo ubrzano kretanje naelektrisanja je ekvivalentno naizmeničnoj struji, koja stvara naizmenično elektromagnetno polje u prostoru. Energija se troši za stvaranje ovog polja. Energija polja može se stvoriti zahvaljujući energiji Kulonove interakcije elektrona sa jezgrom. Kao rezultat toga, elektron se mora kretati spiralno i pasti na jezgro. Međutim, iskustvo pokazuje da su atomi vrlo stabilne formacije. Iz ovoga slijedi da rezultati klasične elektrodinamike, zasnovani na Maxwellovim jednadžbama, nisu primjenjivi na unutaratomske procese. Potrebno je pronaći nove obrasce. Bohr je svoju teoriju atoma zasnovao na sljedećim postulatima.
Borov prvi postulat(postulat stacionarnih stanja): u atomu postoje stacionarna (koja se ne mijenjaju s vremenom) stanja u kojima on ne emituje energiju. Stacionarna stanja atoma odgovaraju stacionarnim orbitama duž kojih se kreću elektroni. Kretanje elektrona u stacionarnim orbitama nije praćeno emisijom elektromagnetnih talasa. Ovaj postulat je u suprotnosti sa klasičnom teorijom. U stacionarnom stanju atoma, elektron, koji se kreće po kružnoj orbiti, mora imati diskretne kvantne vrijednosti ugaonog momenta.
Bohrov drugi postulat(pravilo frekvencije): kada se elektron kreće s jedne stacionarne orbite na drugu, jedan foton s energijom se emituje (apsorbira)
jednaka razlici između energija odgovarajućih stacionarnih stanja (En i Em su, respektivno, energije stacionarnih stanja atoma prije i poslije zračenja/apsorpcije). Prijelaz elektrona iz stacionarne orbite broja m u stacionarni broj orbite n odgovara prelasku atoma iz stanja sa energijom Em u stanje sa energijom En (slika 1). 
Fig.1. Na objašnjenje Borovih postulata
rEn>Em emisija fotona (prelazak atoma iz stanja sa višom energijom u stanje sa nižom energijom, tj. prelazak elektrona iz orbite koja je udaljenija od jezgra u bližu), na En<Еm – его поглощение (переход атома в состояние с большей энергией, т. е, переход электрона на более удаленную от ядра орбиту). Набор возможных дискретных частот 
kvantne prelaze i određuje linijski spektar atoma. Borova teorija je briljantno objasnila eksperimentalno posmatrani linijski spektar vodonika. Uspjesi teorije atoma vodika postignuti su po cijenu napuštanja osnovnih principa klasične mehanike, koja je bezuvjetno važila više od 200 godina. Stoga je direktan eksperimentalni dokaz valjanosti Borovih postulata, posebno prvog – o postojanju stacionarnih stanja – bio od velike važnosti. Drugi postulat se može smatrati posljedicom zakona održanja energije i hipoteze o postojanju fotona. Njemački fizičari D. Frank i G. Hertz, proučavajući sudar elektrona sa atomima plina primjenom metode usporavanja potencijala (1913), eksperimentalno su potvrdili postojanje stacionarnih stanja i diskretnost vrijednosti atomske energije. Unatoč nesumnjivom uspjehu Borovog koncepta u odnosu na atom vodika, za koji se ispostavilo da je moguće izgraditi kvantitativnu teoriju spektra, nije bilo moguće stvoriti sličnu teoriju za atom helija pored vodika na osnovu Borove teorije. ideje. Što se tiče atoma helija i složenijih atoma, Borova teorija nam je omogućila da izvučemo samo kvalitativne (iako vrlo važne) zaključke. Ideja o određenim orbitama po kojima se elektron kreće u Borovom atomu pokazala se vrlo uslovnom. U stvari, kretanje elektrona u atomu ima malo zajedničkog sa kretanjem planeta u orbiti. Trenutno, uz pomoć kvantne mehanike, moguće je odgovoriti na mnoga pitanja u vezi sa strukturom i svojstvima atoma bilo kojeg elementa.
III. Struktura atomskog jezgra
Struktura atomskog jezgra
Nivo nukleona
Otprilike 20 godina nakon što je Rutherford "otkrio" svoje jezgro u dubinama atoma, otkriven je neutron - čestica po svim svojstvima ista kao jezgro atoma vodika - proton, ali samo bez električnog naboja. Pokazalo se da je neutron izuzetno pogodan za ispitivanje unutrašnjosti jezgara. Budući da je električno neutralan, električno polje jezgre ga ne odbija - shodno tome, čak i spori neutroni mogu lako pristupiti jezgri na udaljenostima na kojima se nuklearne sile počinju manifestirati. Nakon otkrića neutrona, fizika mikrosvijeta napredovala je skokovima i granicama.
Ubrzo nakon otkrića neutrona, dva teorijska fizičara - njemački Werner Heisenberg i sovjetski Dmitrij Ivanenko - postavili su hipotezu da se atomsko jezgro sastoji od neutrona i protona. Na njemu se zasniva savremeno shvatanje strukture jezgra.
Protone i neutrone kombinuje reč nukleon. Protoni su elementarne čestice koje su jezgra atoma najlakšeg hemijskog elementa - vodonika. Broj protona u jezgru jednak je atomskom broju elementa u periodnom sistemu i označen je Z (broj neutrona - N). Proton ima pozitivan električni naboj, jednak po apsolutnoj vrijednosti elementarnom električnom naboju. Otprilike je 1836 puta teži od elektrona. Proton se sastoji od dva up-kvarka sa nabojem Q = + 2/3 i jednog d-kvarka sa Q = – 1/3, povezanih gluonskim poljem. Ima konačne dimenzije reda 10-15 m, iako se ne može zamisliti kao čvrsta lopta, više liči na oblak sa zamućenom granicom, koji se sastoji od stvorenih i poništenih virtuelnih čestica.
Električni naboj neutrona je 0, njegova masa je približno 940 MeV. Neutron se sastoji od jednog u-kvarka i dva d-kvarka. Ova čestica je stabilna samo u sastavu stabilnih atomskih jezgara, slobodni neutron se raspada na elektron, proton i elektronski antineutrino. Poluživot neutrona (vrijeme koje je potrebno da se polovina prvobitnog broja neutrona raspadne) je otprilike 12 minuta. U materiji neutroni postoje u slobodnom obliku još kraće zbog njihove jake apsorpcije jezgrama. Poput protona, neutron učestvuje u svim vrstama interakcija, uključujući i elektromagnetne: uz opštu neutralnost, zbog svoje složene unutrašnje strukture, u njemu postoje električne struje.
U jezgri, nukleoni su vezani posebnom vrstom sile - nuklearnom. Jedna od njihovih karakterističnih osobina je kratko djelovanje: na udaljenostima od 10-15 m ili manje one premašuju sve druge sile, zbog čega se nukleoni ne razlijeću pod utjecajem elektrostatičkog odbijanja protona sličnog naboja. . Na velikim udaljenostima nuklearne sile se vrlo brzo smanjuju na nulu.
Mehanizam djelovanja nuklearnih sila zasniva se na istom principu kao i elektromagnetne sile - na zamjeni objekata u interakciji s virtualnim česticama.
Virtuelne čestice u kvantnoj teoriji su čestice koje imaju iste kvantne brojeve (spin, električni i barionski naboj, itd.) kao odgovarajuće stvarne čestice, ali za koje ne vrijedi uobičajeni odnos između energije, impulsa i mase.
IV. Rutherfordovi eksperimenti
U magnetnom polju, tok radioaktivnog zračenja se razlaže na 3 komponente: alfa zrake, beta zrake i gama zrake.
Fenomen radioaktivnosti ukazivao je na složenu strukturu atoma
Zaključak
U zaključku dolazimo do zaključka da je Rutherford-Bohr koncept već više od čestica apsolutne istine, iako je dalji razvoj fizike otkrio mnoge greške u ovom konceptu. Još veći dio apsolutno ispravnog znanja sadržan je u kvantnoj mehaničkoj teoriji atoma.
Otkriće složene strukture atoma bilo je veliki događaj u fizici, jer su ideje klasične fizike o atomima kao čvrstim i nedjeljivim strukturnim jedinicama materije bile pobijene.
Laseri
Na osnovu kvantne teorije zračenja izgrađeni su kvantni generatori radio talasa i kvantni generatori vidljive svetlosti - laseri. Laseri proizvode koherentno zračenje vrlo velike snage. Lasersko zračenje se veoma široko koristi u raznim oblastima nauke i tehnologije, na primer, za komunikaciju u svemiru, za snimanje i skladištenje informacija (laserski diskovi) i zavarivanje, u medicini.
Spectra
Borova teorija je omogućila da se objasni postojanje linijskih spektra.
Formula (1) daje kvalitativnu ideju zašto su spektri atomske emisije i apsorpcije obloženi. Zapravo, atom može emitovati valove samo onih frekvencija koje odgovaraju razlikama u vrijednostima energije E 1 , E 2 , . . . , E n ,. . Zbog toga se emisioni spektar atoma sastoji od odvojeno lociranih oštrih svijetlih linija. Istovremeno, atom može apsorbirati ne bilo koji foton, već samo onaj s energijom hνšto je tačno jednako razlici E n − Ek neke dvije dozvoljene energetske vrijednosti E n I Ek. Prelazak u stanje više energije E n, atomi apsorbuju potpuno iste fotone koje su u stanju da emituju tokom obrnutog prelaska u prvobitno stanje Ek. Jednostavno rečeno, atomi uzimaju iz kontinuiranog spektra one linije koje sami emituju; Zbog toga se tamne linije apsorpcionog spektra hladnog atomskog gasa nalaze upravo na onim mestima gde se nalaze svetle linije emisionog spektra istog gasa u zagrejanom stanju.
Kontinuirani spektar emisije vodonika Spektar apsorpcije vodonika
Riječ "atom" u prijevodu s grčkog znači "nedjeljiv". Dugo vremena, sve do početka 20. vijeka, atom je označavao najmanje nedjeljive čestice materije. Do početka 20. vijeka. Nauka je prikupila mnoge činjenice koje ukazuju na složenu strukturu atoma.
Veliki napredak u proučavanju strukture atoma postignut je u eksperimentima engleskog naučnika Ernesta Rutherforda na rasejanju alfa čestica pri prolasku kroz tanke slojeve materije. U ovim eksperimentima, uski snop α čestica koje emitira radioaktivna supstanca bio je usmjeren na tanku zlatnu foliju. Iza folije je postavljen ekran koji je mogao svijetliti pod udarima brzih čestica. Utvrđeno je da većina α-čestica nakon prolaska kroz foliju odstupa od pravolinijskog širenja, odnosno da se raspršuju, a neke α-čestice se generalno vraćaju nazad. Rutherford je objasnio raspršivanje α-čestica činjenicom da pozitivni naboj nije ravnomjerno raspoređen u kugli polumjera 10-10 m, kao što se ranije pretpostavljalo, već je koncentriran u središnjem dijelu atoma - atomskom jezgru. Prilikom prolaska u blizini jezgra, a-čestica koja ima pozitivan naboj se odbija od nje, a kada udari u jezgro, baca se nazad u suprotnom smjeru. Tako se ponašaju čestice koje imaju isti naboj, dakle postoji centralni pozitivno nabijeni dio atoma u kojem je koncentrisana značajna masa atoma. Proračuni su pokazali da je za objašnjenje eksperimenata potrebno uzeti polumjer atomskog jezgra otprilike 10 -15 m.
Rutherford je sugerirao da je atom strukturiran poput planetarnog sistema. Suština Rutherfordovog modela strukture atoma je sljedeća: u središtu atoma nalazi se pozitivno nabijeno jezgro, u kojem je koncentrirana sva masa elektrona koji rotiraju oko jezgra po kružnim orbitama na velikim udaljenostima (poput planeta; oko Sunca). Naboj jezgra se poklapa sa brojem hemijskog elementa u periodnom sistemu.
h je Plankova konstanta.
1. Riječ “atom” u prijevodu s grčkog znači “nedjeljiv”. Dugo vremena, sve do početka 20. vijeka, atom je označavao najmanje nedjeljive čestice materije. Do početka 20. vijeka. Nauka je prikupila mnoge činjenice koje ukazuju na složenu strukturu atoma.
Veliki napredak u proučavanju strukture atoma postignut je u eksperimentima engleskog naučnika Ernesta Rutherforda na rasejanju alfa čestica pri prolasku kroz tanke slojeve materije. U ovim eksperimentima, uski snop alfa čestica koje emitira radioaktivna supstanca bio je usmjeren na tanku zlatnu foliju. Iza folije je postavljen ekran koji je mogao svijetliti pod udarima brzih čestica. Utvrđeno je da većina α-čestica nakon prolaska kroz foliju odstupa od pravolinijskog širenja, odnosno da se raspršuju, a neke α-čestice se generalno vraćaju nazad. Rutherford je objasnio raspršivanje alfa čestica činjenicom da pozitivni naboj nije ravnomjerno raspoređen u kugli poluprečnika 10^~10 m, kao što se prethodno pretpostavljalo, već je koncentrisano u centralnom dijelu atoma - atomskom jezgru. Prilikom prolaska u blizini jezgra, a-čestica koja ima pozitivan naboj se odbija od nje, a kada udari u jezgro, baca se nazad u suprotnom smjeru. Tako se ponašaju čestice koje imaju isti naboj, dakle postoji centralni pozitivno nabijeni dio atoma u kojem je koncentrisana značajna masa atoma. Proračuni su pokazali da je za objašnjenje eksperimenata potrebno uzeti polumjer atomskog jezgra otprilike 10^~15 m.
Rutherford je sugerirao da je atom strukturiran poput planetarnog sistema. Suština Rutherfordovog modela strukture atoma je sljedeća: u središtu atoma nalazi se pozitivno nabijeno jezgro, u kojem je koncentrirana sva masa elektrona koji rotiraju oko jezgra po kružnim orbitama na velikim udaljenostima (poput planeta; oko Sunca). Naboj jezgra se poklapa sa brojem hemijskog elementa u periodnom sistemu.
Rutherfordov planetarni model strukture atoma nije mogao objasniti niz dobro poznatih činjenica: elektron koji ima naboj mora pasti na jezgro zbog Kulombovih sila privlačenja, a atom je stabilan sistem; Prilikom kretanja po kružnoj orbiti, približavajući se jezgru, elektron u atomu mora emitovati elektromagnetne valove svih mogućih frekvencija, tj. emitirana svjetlost mora imati kontinuirani spektar, ali u praksi je rezultat drugačiji: elektroni atoma emituju svjetlost koji ima linijski spektar. Danski fizičar Nielier Bohr prvi je pokušao da razriješi kontradikcije u planetarnom nuklearnom modelu strukture atoma.
Bohr je svoju teoriju zasnovao na dva postulata. Prvi postulat: atomski sistem može biti samo u posebnim stacionarnim ili kvantnim stanjima, od kojih svako ima svoju energiju; u stacionarnom stanju, atom ne emituje To znači da se elektron (na primjer, u atomu vodika) može nalaziti u nekoliko dobro definiranih orbita. Svaka elektronska orbita odgovara vrlo specifičnoj energiji.
Drugi postulat: tokom prelaska iz jednog stacionarnog stanja u drugo, emituje se ili apsorbuje kvantum elektromagnetnog zračenja. Energija fotona jednaka je razlici između energija atoma u dva stanja: , gdje
h je Plankova konstanta.
Kada se elektron kreće sa obližnje orbite na udaljeniju, atomski sistem apsorbuje kvantum energije. Kada se elektron kreće sa udaljenije orbite na bližu orbitu u odnosu na jezgro, atomski sistem emituje kvant energije.
U nauci se dugo vremena vjerovalo da je atom najmanja, NEDELJIVA čestica materije.
| 1. Prvi koji je prekršio ove ideje bio je Thomson: vjerovao je da je atom neka vrsta pozitivne tvari u kojoj su elektroni prošarani „kao grožđice u kolaču“. Važnost ove teorije je da atom više nije bio priznat kao nedjeljiv |  |
| 2. Rutherford je izveo eksperiment o raspršivanju alfa čestica. Teški elementi (zlatna folija) bombardovani su radioaktivnim materijalom. Rutherford je očekivao da će vidjeti užarene krugove, ali je vidio užarene prstenove. | |
| Rutherfordovo objašnjenje: Centar atoma sadrži sav pozitivan naboj, a elektroni nemaju utjecaja na protok alfa čestica. | |
| 3. Planetarni model atoma vodika prema BORU | Emitujući dio energije (vidljivo), atom daje samo svoj skup valnih dužina – spektar. Vrste spektra: 1. Spektar zračenja (emisije): (daju tijela u zagrijanom stanju) a) Čvrsti - daju sve atome u čvrstim, tečnim ili gustim gasovima b) Obloženi - daju atome u gasovitom stanju 1. Spektar apsorpcije: ako se svjetlost prođe kroz supstancu, tada će ova supstanca apsorbirati upravo one valove koje emituje u zagrijanom stanju (tamne pruge se pojavljuju na kontinuiranom spektru) Spektralna analiza je metoda za određivanje hemijskog sastava supstance iz njenog emisionog ili apsorpcionog spektra. Metoda se zasniva na činjenici da svaki hemijski element ima svoj skup talasnih dužina. Primjena spektralne analize: u kriminologiji, medicini, astrofizici. Spektrograf je uređaj za izvođenje spektralne analize. Spektroskop se razlikuje od spektrografa po tome što se može koristiti ne samo za posmatranje spektra, već i za fotografisanje spektra. Ulaznica br. 21 1. Termodinamički pristup proučavanju fizičkih pojava. Unutrašnja energija i načini da se ona promeni. Prvi zakon termodinamike. Primjena prvog zakona termodinamike na izotermne, izohorne i adijabatske procese. 2. Modeli strukture atomskog jezgra; nuklearne snage; nukleonski model jezgra; nuklearna energija vezivanja; nuklearne reakcije. 1. Svako tijelo ima vrlo specifičnu strukturu, sastoji se od čestica koje se haotično kreću i međusobno djeluju, stoga svako tijelo ima unutrašnju energiju. Unutrašnja energija je veličina koja karakteriše sopstveno stanje tela, odnosno energija haotičnog (toplotnog) kretanja mikročestica sistema (molekule, atomi, elektroni, jezgra itd.) i energija interakcije ovih čestica. Unutrašnja energija jednoatomskog idealnog gasa određena je formulom U = 3/2 t/M RT. Unutrašnja energija tijela može se promijeniti samo kao rezultat njegove interakcije s drugim tijelima. Postoje dva načina za promjenu unutrašnje energije: prijenos topline i mehanički rad (na primjer, zagrijavanje tokom trenja ili kompresije, hlađenje tokom ekspanzije). Prenos toplote je promena unutrašnje energije bez vršenja rada: energija se prenosi sa više zagrejanih tela na manje zagrejana. Prenos toplote je tri vrste: toplotna provodljivost (direktna razmena energije između haotično pokretnih čestica tela u interakciji ili delova istog tela); konvekcija (prenos energije strujanjima tečnosti ili gasa) i zračenje (prenos energije elektromagnetnim talasima). Mjera prenesene energije tokom prijenosa topline je količina topline (Q). Ove metode su kvantitativno kombinovane u zakon održanja energije, koji za termičke procese glasi: promena unutrašnje energije zatvorenog sistema jednaka je zbiru količine toplote koja je preneta sistemu i rada spoljašnjeg sistema. sile koje deluju na sistem. , gdje je promjena unutrašnje energije, Q je količina topline koja se prenosi na sistem, A je rad vanjskih sila. Ako sam sistem radi svoj posao, onda se on konvencionalno označava A*. Tada se zakon održanja energije za termičke procese, koji se naziva prvim zakonom termodinamike, može zapisati na sljedeći način: , tj. količina toplote koja se prenosi u sistem ide ka obavljanju rada sistema i promeni njegove unutrašnje energije. Prilikom izobarnog zagrijavanja, plin radi na vanjskim silama, gdje su V1 i V2 početna i konačna zapremina gasa. Ako proces nije izobaričan, količina rada se može odrediti površinom ABCD figure zatvorene između linije koja izražava zavisnost p(V) i početne i krajnje zapremine gasa V.
Razmotrimo primenu prvog zakona termodinamike na izoprocese koji se dešavaju sa idealnim gasom. U izotermnom procesu temperatura je konstantna, stoga se unutrašnja energija ne mijenja. Tada će jednačina prvog zakona termodinamike poprimiti oblik: , tj. količina toplote koja se prenese na sistem ide na rad prilikom izotermnog širenja, zbog čega se temperatura ne mijenja. U izobaričnom procesu, gas se širi i količina toplote preneta gasu ide da poveća njegovu unutrašnju energiju i izvrši rad: . Tokom izohoričnog procesa, gas ne menja svoju zapreminu, dakle, on ne obavlja nikakav rad, tj. A = 0, a jednačina prvog zakona ima oblik, tj. prenesena količina toplote ide na povećanje unutrašnjeg energija gasa. Adijabatski je proces koji se odvija bez razmjene toplote sa okolinom. Q = 0, dakle, kada se gas širi, on radi tako što smanjuje svoju unutrašnju energiju, stoga se gas hladi. Jezgro atoma bilo koje tvari sastoji se od protona i neutrona. (Uobičajeni naziv za protone i neutrone je nukleoni.) Broj protona jednak je naboju jezgra i poklapa se sa brojem elementa u periodnom sistemu. Zbir broja protona i neutrona jednak je masenom broju. Na primjer, jezgro atoma kisika sastoji se od 8 protona i 16 - 8 = 8 neutrona. Jezgro atoma sastoji se od 92 protona i 235 - 92 = 143 neutrona. Zovu se sile koje drže protone i neutrone u jezgru nuklearne snage. Ovo je najsnažnija vrsta interakcije. Godine 1932. engleski fizičar James Chadwick otkrio je čestice s nultim električnim nabojem i jediničnom masom. Ove čestice su nazvane neutroni. Neutron je označen kao n. Nakon otkrića neutrona, fizičari D. D. Ivanenko i W. Heisenberg su 1932. godine iznijeli protonsko-neutronski model atomskog jezgra. Prema ovom modelu, jezgro atoma bilo koje tvari sastoji se od protona i neutrona. (Uobičajeni naziv za protone i neutrone je nukleoni.) Broj protona jednak je naboju jezgra i poklapa se sa brojem elementa u periodnom sistemu. Zbir broja protona i neutrona jednak je masenom broju. Na primjer, jezgro atoma kisika sastoji se od 8 protona i 16 - 8 = 8 neutrona. Jezgro atoma sastoji se od 92 protona i 235 - 92 = 143 neutrona. Hemijske tvari koje zauzimaju isto mjesto u periodnom sistemu, ali imaju različite atomske mase, nazivaju se izotopi. Izotopska jezgra se razlikuju po broju neutrona. Na primjer, vodonik ima tri izotopa: protij - jezgro se sastoji od jednog protona, deuterijum - jezgro se sastoji od jednog protona i jednog neutrona, tricijum - jezgro se sastoji od jednog protona i dva neutrona. Ako uporedimo mase jezgara sa masama nukleona, ispada da je masa jezgra teških elemenata veća od zbira masa protona i neutrona u jezgru, a za lake elemente masa jezgra je manji od zbira masa protona i neutrona u jezgru. Stoga postoji razlika u masi između mase jezgra i zbira masa protona i neutrona, koja se naziva defekt mase. M = Mn - (Mp + Mn). Pošto postoji veza između mase i energije, onda se prilikom fisije teških jezgara i prilikom sinteze lakih jezgara mora osloboditi energija koja postoji zbog defekta mase, a ta energija se naziva energija vezivanja atomskog jezgra. Oslobađanje ove energije može se dogoditi tokom nuklearnih reakcija. Nuklearna reakcija je proces promjene naboja jezgra i njegove mase, koji nastaje tijekom interakcije jezgra s drugim jezgrama ili elementarnim česticama. Kada dođe do nuklearnih reakcija, zadovoljeni su zakoni održanja električnih naboja i masenih brojeva: zbroj naboja (masenih brojeva) jezgara i čestica koje ulaze u nuklearnu reakciju jednak je zbroju naboja (masenih brojeva) konačni produkti (jezgre i čestice) reakcije. Lančana reakcija fisije je nuklearna reakcija u kojoj se čestice koje uzrokuju reakciju formiraju kao produkti reakcije. Neophodan uslov za razvoj lanca |
39. Eksperiment sa rasipanjem alfa čestica.
Prvi pokušaj stvaranja modela atoma na osnovu akumuliranih eksperimentalnih podataka (1903) pripada J. Thomsonu. On je vjerovao da je atom električno neutralan sferni sistem polumjera od približno 10-10 m. Pozitivan naboj atoma je ravnomjerno raspoređen po cijeloj zapremini lopte, a negativno nabijeni elektroni se nalaze unutar njega (slika 6.1.). .1). Da bi objasnio linijske spektre emisije atoma, Thomson je pokušao odrediti lokaciju elektrona u atomu i izračunati frekvencije njihovih vibracija oko ravnotežnih položaja. Međutim, ovi pokušaji su bili neuspješni. Nekoliko godina kasnije, u eksperimentima velikog engleskog fizičara E. Rutherforda, dokazano je da je Thomsonov model netačan.
Slika 6.1.1.
J. Thomsonov model atoma
Prve direktne eksperimente za proučavanje unutrašnje strukture atoma izveli su E. Rutherford i njegovi saradnici E. Marsden i H. Geiger 1909–1911. Rutherford je predložio korištenje atomskog sondiranja pomoću α-čestica, koje nastaju tijekom radioaktivnog raspada radijuma i nekih drugih elemenata. Masa alfa čestica je otprilike 7300 puta veća od mase elektrona, a pozitivni naboj je jednak dvostrukom elementarnom naboju. U svojim eksperimentima, Rutherford je koristio α-čestice s kinetičkom energijom od oko 5 MeV (brzina takvih čestica je vrlo velika - oko 107 m/s, ali ipak znatno manja od brzine svjetlosti). α čestice su potpuno jonizovani atomi helijuma. Otkrio ih je Rutherford 1899. dok je proučavao fenomen radioaktivnosti. Rutherford je bombardirao atome teških elemenata (zlato, srebro, bakar, itd.) ovim česticama. Elektroni koji čine atome, zbog svoje male mase, ne mogu primjetno promijeniti putanju α čestice. Rasipanje, odnosno promjenu smjera kretanja α-čestica, može izazvati samo teški, pozitivno nabijeni dio atoma. Dijagram Rutherfordovog eksperimenta prikazan je na sl. 6.1.2.
Slika 6.1.2.
Šema Rutherfordovog eksperimenta o raspršenju α-čestica. K – olovna posuda sa radioaktivnom materijom, E – sito presvučeno cink sulfidom, F – zlatna folija, M – mikroskop)
Iz radioaktivnog izvora zatvorenog u olovni kontejner, alfa čestice su usmjerene na tanku metalnu foliju. Rasute čestice padale su na ekran prekriven slojem kristala cink sulfida, koji su mogli da zablistaju kada ih udare čestice koje se brzo naelektrišu. Scintilacije (bljeskovi) na ekranu su posmatrane okom pomoću mikroskopa. Posmatranja raspršenih α čestica u Rutherfordovom eksperimentu mogu se izvesti pod različitim uglovima φ u odnosu na originalni smjer zraka. Utvrđeno je da većina α čestica prolazi kroz tanak sloj metala sa malo ili bez otklona. Međutim, mali dio čestica se skreće pod značajnim uglovima većim od 30°. Vrlo rijetke alfa čestice (oko jedna od deset hiljada) bile su skretane pod uglovima blizu 180°.
Ovaj rezultat je bio potpuno neočekivan čak i za Rutherforda. Njegove ideje bile su u oštroj suprotnosti s Thomsonovim modelom atoma, prema kojem je pozitivni naboj raspoređen po cijelom volumenu atoma. Sa takvom raspodjelom, pozitivni naboj ne može stvoriti jako električno polje sposobno da odbaci α čestice nazad. Električno polje jednolično nabijene lopte je maksimalno na njenoj površini i smanjuje se na nulu kako se približava centru lopte. Ako bi se polumjer kuglice u kojoj je koncentriran sav pozitivan naboj atoma smanjio za n puta, tada bi se maksimalna odbojna sila koja djeluje na α-česticu povećala za n2 puta prema Coulombovom zakonu. Shodno tome, za dovoljno veliku vrijednost n, alfa čestice bi mogle doživjeti raspršivanje pod velikim uglovima do 180°. Ova razmatranja su dovela Rutherforda do zaključka da je atom skoro prazan i da je sav njegov pozitivni naboj koncentrisan u malom volumenu. Rutherford je ovaj dio atoma nazvao atomskim jezgrom. Tako je nastao nuklearni model atoma. Rice. Slika 6.1.3 ilustruje rasipanje α čestice u Thomsonovom atomu iu Rutherfordovom atomu.
Ernest Rutherford (1871-1937).
Engleski fizičar, osnivač nuklearne fizike, član Londonskog kraljevskog društva (1903, predsjednik 1925-1930) i većine akademija širom svijeta. Rođen u Brightwateru (Novi Zeland). Godine 1899 otkrio alfa i beta zrake 1900 - produkt raspada radijuma (emanacija) i uveo koncept poluraspada. Zajedno sa F. Sodijem 1902 - 1903. razvio teoriju radioaktivnog raspada i uspostavio zakon radioaktivnih transformacija. Godine 1903 dokazao da se alfa zraci sastoje od pozitivno nabijenih čestica (Nobelova nagrada za hemiju, 1908.).
Godine 1908 zajedno sa G. Geigerom dizajnirao je uređaj za snimanje pojedinačnih naelektrisanih čestica (Geigerov brojač). Instaliran 1911 zakon raspršivanja alfa čestica atomima različitih elemenata (Rutherfordova formula), koji je omogućio stvaranje 1911. novog modela atoma - planetarnog (Rutherfordov model).
Iznio je ideju o umjetnoj transformaciji atomskih jezgri (1914). Godine 1919 izvršio prvu umjetnu nuklearnu reakciju, pretvarajući dušik u kisik, čime je postavio temelje zajedničke nuklearne fizike, otkrio proton. Godine 1920 predvidio postojanje neutrona i deuterona. Zajedno sa M. Oliphantom, eksperimentalno je to dokazao 1933. godine. valjanost zakona odnosa mase i energije u nuklearnim reakcijama. Godine 1934 izvršio reakciju fuzije deuterona sa stvaranjem tricijuma.
Prve eksperimente za proučavanje strukture atoma preduzeo je Ernest Rutherford 1911. godine. Oni su postali mogući zahvaljujući otkriću fenomena radioaktivnosti, u kojem se teški elementi oslobađaju kao rezultat prirodnog radioaktivnog raspada. -čestice. Pokazalo se da te čestice imaju pozitivan naboj jednak naboju dva elektrona, njihova je masa približno 4 puta veća od mase atoma vodika, tj. oni su joni atoma helijuma (). Energija čestica varira od eV za uranijum do eV za torijum. Brzina čestica je m/s, tako da se mogu koristiti za „pucanje“ kroz tanku metalnu foliju. Informacije o rasejanju čestica prikazane su na Sl. 1.
Istraživanja su pokazala da je mali broj čestica značajno odstupio od prvobitnog smjera kretanja. U nekim slučajevima ugao raspršenja je bio blizu 180 stepeni. Na osnovu dobijenih podataka, E. Rutherford je donio zaključke koji su bili osnova planetarni model atoma:
Postoji jezgro u kojem je koncentrirana gotovo cijela masa atoma i sav njegov pozitivni naboj, a dimenzije jezgra su mnogo manje od dimenzija samog atoma;
Elektroni koji čine atom kreću se oko jezgra po kružnim orbitama.
Na osnovu ove dvije premise i uz pretpostavku da je interakcija između upadne čestice i pozitivno nabijenog jezgra određena Kulombovim silama, Rutherford je ustanovio da atomska jezgra imaju dimenzije ()m, tj. oni su () puta manji od veličine atoma.
Model atoma koji je predložio Rutherford podsjeća na Sunčev sistem, tj. u centru atoma nalazi se jezgro ("Sunce"), a elektroni - "planete" - kreću se po orbitama oko njega. Zbog toga je nazvan Rutherfordov model planetarni atomski model.
Ovaj model je bio korak naprijed ka modernom razumijevanju strukture atoma. Osnovni koncept atomsko jezgro, u kojem cijeli pozitivni naboj atoma i gotovo sva njegova masa su koncentrirani, zadržao je svoje značenje do danas.
Međutim, pretpostavka da se elektroni kreću po kružnim orbitama nekompatibilno ni sa zakonima klasične elektrodinamike, niti sa linijskom prirodom emisionih spektra atomskih gasova.
Ilustrirajmo ono što je rečeno o Rutherfordovom planetarnom modelu na primjeru atoma vodika, koji se sastoji od masivnog jezgra (protona) i elektrona koji se kreće oko njega po kružnoj orbiti. Budući da je radijus orbite 
m (prva Borova orbita) i brzina elektrona m/s, njegovo normalno ubrzanje 
. Elektron koji se kreće ubrzano po kružnoj orbiti je dvodimenzionalni oscilator. Stoga, prema klasičnoj elektrodinamici, treba da zrači energiju u obliku elektromagnetnog talasa. Kao rezultat toga, elektron će se neizbježno približiti jezgru za vrijeme s. Međutim, u stvarnosti, atom vodonika je stabilan i “dugovječan” elektromehanički sistem.
Rutherfordovi eksperimenti o raspršivanju alfa čestica. Nuklearni model atoma.
Poznato je da riječ “atom” u prijevodu s grčkog znači “nedjeljiv”. Engleski fizičar J. Thomson razvio je (kasnog 19. stoljeća) prvi „model atoma“, prema kojem je atom pozitivno nabijena sfera unutar koje lebde elektroni. Model koji je predložio Thomson bila je potrebna eksperimentalna verifikacija, budući da se fenomeni radioaktivnosti i fotoelektričnog efekta ne mogu objasniti Thomsonovim atomskim modelom. Stoga je 1911. Ernest Rutherford izveo niz eksperimenata za proučavanje sastava i strukture atoma. U ovim eksperimentima, uski snop a -čestice koje emituje radioaktivna supstanca bile su usmerene na tanku zlatnu foliju. Iza njega se nalazio ekran koji je mogao svijetliti pod udarima brzih čestica. Utvrđeno je da je većina a -čestice nakon prolaska kroz foliju odstupaju od linearnog širenja, odnosno raspršuju se, a neke a -čestice se vraćaju nazad 180 0 .
Trajektorije A-čestice koje lete na različitim udaljenostima od jezgra 
Laseri
Na osnovu kvantne teorije zračenja izgrađeni su kvantni generatori radio talasa i kvantni generatori vidljive svetlosti - laseri. Laseri proizvode koherentno zračenje vrlo velike snage. Lasersko zračenje se veoma široko koristi u raznim oblastima nauke i tehnologije, na primer, za komunikaciju u svemiru, za snimanje i skladištenje informacija (laserski diskovi) i zavarivanje, u medicini.
Emisija i apsorpcija svjetlosti od strane atoma
Prema Borovim postulatima, elektron može biti u nekoliko specifičnih orbita. Svaka orbita elektrona odgovara određenoj energiji. Kada se elektron kreće iz bliske u udaljenu orbitu, atomski sistem apsorbira kvantum energije. Kada se elektron kreće sa udaljenije orbite na bližu orbitu u odnosu na jezgro, atomski sistem emituje kvant energije.
Spectra
Borova teorija je omogućila da se objasni postojanje linijskih spektra.
Formula (1) daje kvalitativnu ideju zašto su spektri atomske emisije i apsorpcije obloženi. Zapravo, atom može emitovati valove samo onih frekvencija koje odgovaraju razlikama u vrijednostima energije E 1 , E 2 , . . . , E n ,. . Zbog toga se emisioni spektar atoma sastoji od odvojeno lociranih oštrih svijetlih linija. Istovremeno, atom može apsorbirati ne bilo koji foton, već samo onaj s energijom hνšto je tačno jednako razlici E n − Ek neke dvije dozvoljene energetske vrijednosti E n I Ek. Prelazak u stanje više energije E n, atomi apsorbuju potpuno iste fotone koje su u stanju da emituju tokom obrnutog prelaska u prvobitno stanje Ek. Jednostavno rečeno, atomi uzimaju iz kontinuiranog spektra one linije koje sami emituju; Zbog toga se tamne linije apsorpcionog spektra hladnog atomskog gasa nalaze upravo na onim mestima gde se nalaze svetle linije emisionog spektra istog gasa u zagrejanom stanju.
Kontinuirani spektar
Zaključci iz Rutherfordovog eksperimenta raspršivanja alfa čestica: 1. Postoji atomsko jezgro, tj. malo tijelo u kojem je koncentrirana gotovo cijela masa atoma i sav pozitivan naboj. 2. Gotovo cijela masa atoma je koncentrisana u jezgru. 3. Negativne čestice - elektroni - rotiraju oko jezgra u zatvorenim orbitama. 4. Negativni naboj svih elektrona je raspoređen po cijelom volumenu atoma. Nuklearni model atoma:
Slajd 9 sa prezentacije "Rutherfordov eksperiment, model atoma". Veličina arhive sa prezentacijom je 174 KB.Fizika 9. razred
sažetak ostalih prezentacija"Struktura atoma elementa" - Ko je otkrio fenomen radioaktivnosti. Struktura. Atom je “nedjeljiv”. Rutherford je proveo niz eksperimenata za proučavanje strukture i sastava atoma. Thomson je predložio jedan od prvih modela strukture atoma 1903. godine. Henri Becquerel otkriva fenomen radioaktivnosti. Čestica je izazvala bljesak na ekranu. Dva događaja krajem 19. stoljeća dovela su do ideje o složenoj atomskoj strukturi. Struktura atoma. Planetarni (nuklearni) model.
"Cloud chamber" - Namjena uređaja. Princip robota. Poboljšanje. Kapacitet. Izumitelj uređaja. Značenje. Kamera. Wilson. Wilsonova komora. Uređaj.
“Sigurnost nuklearne energije” - Iz historije nuklearne energije. Reakcija raspada jezgara uranijuma. Dijagram rada ključajućeg nuklearnog reaktora. Sigurnost. Dijagram ključajućeg nuklearnog reaktora. Nuklearne elektrane imaju više mogućnosti u proizvodnji energije. Nuklearne elektrane. Šteta nuklearne energije. Nuklearne elektrane na mapi Rusije. Nuklearni reaktor. Nuklearne energije. Termonuklearna fuzija. Prednosti i štete nuklearne energije. Nuklearni ledolomci.
“Fizika “Kretanje”” - Interakcija tijela. Mehanika. Zakon održanja u mehanici. Struktura atoma. Inercija i masa tijela. Brzina pri neravnomjernom kretanju. Kako se mijenjaju koordinate. Kretanje tokom pravolinijskog ravnomjerno ubrzanog kretanja. Osnove dinamike. Rad sile. Njutnov 2. zakon. Slobodan pad tijela. Osnove fizike. Proučavanje svojstava materije. Vector. Njutnov treći zakon. Period i učestalost cirkulacije. Ubrzanje. Fizika je egzaktna nauka.
“Oscilacije matematičkog klatna” - Plan časa. Praktična upotreba oscilacija klatna. Galileo Galilei (1564-1642). Huygens Christian (1629 – 1695). Svako tijelo može izvoditi oscilatorne pokrete. Eksperiment je izveden u uskom krugu. Ilustracija mehaničkih vibracija na primjeru Foucaultovog klatna. Stara zgrada Univerziteta u Pizi. Pravo klatno se može smatrati matematičkim ako je dužina niti mnogo veća od veličine tijela okačenog na njemu.
“Prva kosmička brzina” - Riješite probleme. Ubrzanje slobodnog pada. Brzina koja se mora dati tijelu da bi ono postalo satelit. Uvod u umjetne satelite. Prva brzina bijega. Uslovi pod kojima tijelo postaje umjetna inteligencija. Umjetni sateliti Zemlje. Odredite prvu brzinu bijega za lansiranje satelita. Riješite problem. Revolucija planeta oko Sunca.
