Elemen dispersi dan pengalaman partikel. Eksperimen Hamburan Partikel Alfa Rutherford (singkat)

Perkenalan

Atom, yang semula dianggap tidak dapat dibagi, merupakan sistem yang kompleks. Mereka memiliki inti proton dan neutron yang sangat besar, di mana elektron bergerak di ruang kosong. Atom sangat kecil - dimensinya sekitar 10 –10 –10 –9 m, dan dimensi inti masih sekitar 100.000 kali lebih kecil (10 –15 –10 –14 m). Oleh karena itu, atom hanya dapat “dilihat” secara tidak langsung, dalam gambar dengan perbesaran sangat tinggi (misalnya, menggunakan proyektor emisi lapangan). Namun dalam kasus ini pun, atom-atomnya tidak dapat dilihat secara detail. Pengetahuan kita tentang struktur internal mereka didasarkan pada sejumlah besar data eksperimen, yang secara tidak langsung namun meyakinkan mendukung hal di atas. Gagasan tentang struktur atom berubah secara radikal pada abad ke-20. dipengaruhi oleh ide-ide teoritis baru dan data eksperimen. Masih ada pertanyaan yang belum terselesaikan dalam uraian struktur internal inti atom yang menjadi bahan penelitian intensif. Bagian berikut menguraikan sejarah perkembangan gagasan tentang struktur atom secara keseluruhan; Sebuah artikel terpisah dikhususkan untuk struktur inti atom (STRUKTUR INTI ATOM), karena gagasan ini sebagian besar berkembang secara independen. Energi yang dibutuhkan untuk mempelajari kulit terluar suatu atom relatif kecil, berdasarkan urutan energi termal atau kimia. Oleh karena itu, elektron telah ditemukan secara eksperimental jauh sebelum ditemukannya inti atom. Inti atom, meskipun ukurannya kecil, terikat sangat kuat, sehingga dapat dihancurkan dan dipelajari hanya dengan bantuan gaya yang jutaan kali lebih kuat daripada gaya yang bekerja antar atom. Kemajuan pesat dalam memahami struktur internal inti atom hanya dimulai dengan munculnya akselerator partikel. Perbedaan besar dalam ukuran dan energi ikat inilah yang memungkinkan kita untuk mempertimbangkan struktur atom secara keseluruhan secara terpisah dari struktur inti. Untuk mendapatkan gambaran tentang ukuran atom dan ruang kosong yang ditempatinya, perhatikan atom-atom penyusun setetes air dengan diameter 1 mm. Jika kita secara mental memperbesar tetesan ini seukuran Bumi, maka atom hidrogen dan oksigen yang termasuk dalam molekul air akan memiliki diameter 1-2 m. Sebagian besar massa setiap atom terkonsentrasi di intinya, yaitu diameter diantaranya hanya 0,01 mm.

Bagian utama

SAYA. Evolusi gagasan tentang struktur atom

Penemuan struktur kompleks atom merupakan tahapan terpenting dalam perkembangan fisika modern. Dalam proses penciptaan teori kuantitatif struktur atom, yang memungkinkan untuk menjelaskan sistem atom, terbentuklah ide-ide baru tentang sifat-sifat mikropartikel, yang dijelaskan oleh mekanika kuantum.

Gagasan tentang atom sebagai partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi, seperti disebutkan di atas, muncul pada zaman kuno (Democritus, Epicurus, Lucretius). Pada Abad Pertengahan, doktrin atom, karena bersifat materialistis, tidak mendapat pengakuan. Pada awal abad ke-18. teori atom semakin populer. Pada saat ini, karya ahli kimia Perancis A. Lavoisier (1743–1794), ilmuwan besar Rusia M.V. Lomonosov dan ahli kimia dan fisikawan Inggris D. Dalton (1766–1844) membuktikan realitas keberadaan atom. Namun, saat ini pertanyaan tentang struktur internal atom bahkan tidak muncul, karena atom dianggap tidak dapat dibagi-bagi.

Peran utama dalam pengembangan teori atom dimainkan oleh ahli kimia Rusia terkemuka D.I. Mendeleev, yang pada tahun 1869 mengembangkan sistem periodik unsur, di mana untuk pertama kalinya pertanyaan tentang sifat kesatuan atom diangkat atas dasar ilmiah. Pada paruh kedua abad ke-19. Telah dibuktikan secara eksperimental bahwa elektron adalah salah satu bagian utama dari suatu zat. Kesimpulan ini, serta banyak data eksperimen, mengarah pada fakta bahwa pada awal abad ke-20. Pertanyaan serius tentang struktur atom muncul.

Adanya hubungan alami antara semua unsur kimia, yang diungkapkan dengan jelas dalam sistem periodik Mendeleev, menunjukkan bahwa struktur semua atom didasarkan pada sifat yang sama: semuanya berkaitan erat satu sama lain.

Namun hingga akhir abad ke-19. Dalam kimia, keyakinan metafisik berlaku bahwa atom adalah partikel terkecil dari materi sederhana, batas akhir dari pembagian materi. Selama semua transformasi kimia, hanya molekul yang dihancurkan dan diciptakan kembali, sedangkan atom tetap tidak berubah dan tidak dapat dipecah menjadi bagian-bagian yang lebih kecil.

Berbagai asumsi tentang struktur atom tidak dikonfirmasi oleh data eksperimen apapun untuk waktu yang lama. Baru pada akhir abad ke-19. penemuan-penemuan dibuat yang menunjukkan kompleksitas struktur atom dan kemungkinan transformasi beberapa atom menjadi atom lain dalam kondisi tertentu. Berdasarkan penemuan tersebut, doktrin struktur atom mulai berkembang pesat.

Bukti tidak langsung pertama dari struktur kompleks atom diperoleh dari studi sinar katoda yang dihasilkan selama pelepasan listrik pada gas yang sangat dijernihkan. Studi tentang sifat-sifat sinar ini mengarah pada kesimpulan bahwa mereka adalah aliran partikel kecil yang membawa muatan listrik negatif dan terbang dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Dengan menggunakan teknik khusus, dimungkinkan untuk menentukan massa partikel katoda dan besarnya muatannya, dan mengetahui bahwa partikel tersebut tidak bergantung pada sifat gas yang tersisa di dalam tabung, atau pada bahan pembuat elektroda. dibuat, atau pada kondisi percobaan lainnya. Selain itu, partikel katoda hanya diketahui dalam keadaan bermuatan dan tidak dapat dilepaskan muatannya dan diubah menjadi partikel netral secara elektrik: muatan listrik adalah inti dari sifatnya. Partikel-partikel ini, yang disebut elektron, ditemukan pada tahun 1897 oleh fisikawan Inggris J. Thomson.

Studi tentang struktur atom secara praktis dimulai pada tahun 1897–1898, setelah sifat sinar katoda sebagai aliran elektron akhirnya diketahui dan muatan serta massa elektron ditentukan. Thomson mengusulkan model atom pertama, menampilkan atom sebagai gumpalan materi bermuatan listrik positif, di mana begitu banyak elektron diselingi sehingga mengubahnya menjadi formasi yang netral secara listrik. Dalam model ini, diasumsikan bahwa, di bawah pengaruh pengaruh eksternal, elektron dapat berosilasi, yaitu bergerak dengan kecepatan yang dipercepat. Tampaknya hal ini memungkinkan untuk menjawab pertanyaan tentang emisi cahaya oleh atom materi dan sinar gamma oleh atom zat radioaktif.

Model atom Thomson tidak mengasumsikan partikel bermuatan positif di dalam atom. Tapi bagaimana kita bisa menjelaskan emisi partikel alfa bermuatan positif oleh zat radioaktif? Model atom Thomson tidak menjawab beberapa pertanyaan lainnya.

Pada tahun 1911, fisikawan Inggris E. Rutherford, ketika mempelajari pergerakan partikel alfa dalam gas dan zat lain, menemukan bagian atom yang bermuatan positif. Penelitian lebih lanjut yang lebih menyeluruh menunjukkan bahwa ketika seberkas sinar sejajar melewati lapisan gas atau pelat logam tipis, tidak lagi sinar sejajar yang muncul, melainkan sinar yang agak menyimpang: partikel alfa tersebar, yaitu menyimpang dari jalur aslinya. Sudut defleksinya kecil, tetapi selalu ada sejumlah kecil partikel (sekitar satu dalam beberapa ribu) yang dibelokkan dengan sangat kuat. Beberapa partikel terlempar kembali seolah-olah mereka menemui penghalang yang tidak dapat ditembus. Ini bukan elektron - massanya jauh lebih kecil daripada massa partikel alfa. Lendutan dapat terjadi apabila tumbukan dengan partikel positif yang massanya sama dengan massa partikel alfa. Berdasarkan pertimbangan tersebut, Rutherford mengusulkan diagram struktur atom berikut.

Di pusat atom terdapat inti bermuatan positif, di sekelilingnya elektron berputar dalam orbit yang berbeda. Gaya sentrifugal yang timbul selama rotasinya diimbangi oleh gaya tarik-menarik antara inti dan elektron, sehingga elektron-elektron tersebut tetap berada pada jarak tertentu dari inti. Karena massa elektron dapat diabaikan, hampir seluruh massa atom terkonsentrasi pada intinya. Bagian inti dan elektron, yang jumlahnya relatif kecil, hanya menyumbang sebagian kecil dari total ruang yang ditempati sistem atom.

Diagram struktur atom yang dikemukakan oleh Rutherford, atau, seperti yang biasa dikatakan, model atom planet, dengan mudah menjelaskan fenomena defleksi partikel alfa. Memang, ukuran inti dan elektron sangatlah kecil dibandingkan dengan ukuran keseluruhan atom, yang ditentukan oleh orbit elektron terjauh dari inti, sehingga sebagian besar partikel alfa terbang melalui atom tanpa defleksi yang nyata. Hanya ketika partikel alfa berada sangat dekat dengan inti, tolakan listrik menyebabkannya menyimpang tajam dari jalur aslinya. Dengan demikian, studi tentang hamburan partikel alfa meletakkan dasar bagi teori nuklir atom.

II. postulat Bohr

Model atom planet memungkinkan untuk menjelaskan hasil percobaan hamburan partikel alfa suatu materi, tetapi kesulitan mendasar muncul dalam membenarkan stabilitas atom. Upaya pertama untuk membangun teori atom yang secara kualitatif baru – kuantum – dilakukan pada tahun 1913 oleh Niels Bohr. Dia menetapkan tujuan untuk menghubungkan ke dalam satu kesatuan hukum empiris spektrum garis, model atom nuklir Rutherford, dan sifat kuantum dari emisi dan penyerapan cahaya. Bohr mendasarkan teorinya pada model nuklir Rutherford. Dia menyarankan agar elektron bergerak mengelilingi inti dalam orbit melingkar. Gerak melingkar, meskipun dengan kelajuan tetap, mempunyai percepatan. Pergerakan muatan yang dipercepat ini setara dengan arus bolak-balik, yang menciptakan medan elektromagnetik bolak-balik di ruang angkasa. Energi dikonsumsi untuk menciptakan bidang ini. Energi medan dapat tercipta karena energi interaksi Coulomb elektron dengan inti. Akibatnya, elektron harus bergerak spiral dan jatuh ke inti. Namun, pengalaman menunjukkan bahwa atom adalah formasi yang sangat stabil. Oleh karena itu, hasil elektrodinamika klasik, berdasarkan persamaan Maxwell, tidak dapat diterapkan pada proses intra-atom. Kita perlu menemukan pola-pola baru. Bohr mendasarkan teorinya tentang atom pada postulat berikut.

Postulat pertama Bohr(postulat keadaan stasioner): dalam sebuah atom terdapat keadaan stasioner (tidak berubah seiring waktu) di mana ia tidak memancarkan energi. Keadaan stasioner suatu atom berhubungan dengan orbit stasioner di mana elektron bergerak. Pergerakan elektron pada orbit stasioner tidak disertai dengan pancaran gelombang elektromagnetik. Postulat ini bertentangan dengan teori klasik. Dalam keadaan stasioner suatu atom, sebuah elektron, yang bergerak dalam orbit melingkar, harus memiliki nilai momentum sudut kuantum diskrit.

Postulat kedua Bohr(aturan frekuensi): ketika sebuah elektron berpindah dari satu orbit stasioner ke orbit stasioner lainnya, satu foton berenergi dipancarkan (diserap)

sama dengan perbedaan antara energi keadaan stasioner yang bersesuaian (En dan Em masing-masing adalah energi keadaan stasioner atom sebelum dan sesudah radiasi/penyerapan). Transisi elektron dari nomor orbit stasioner m ke nomor orbit stasioner N sesuai dengan transisi atom dari keadaan dengan energi Em menjadi keadaan dengan energi En (Gbr. 1).

Gambar.1. Untuk penjelasan postulat Bohr

рEn>Em terjadi emisi foton (transisi atom dari keadaan berenergi lebih tinggi ke keadaan berenergi lebih rendah, yaitu peralihan elektron dari orbit yang lebih jauh dari inti ke orbit yang lebih dekat), pada 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 transisi kuantum dan menentukan spektrum garis suatu atom. Teori Bohr dengan cemerlang menjelaskan spektrum garis hidrogen yang diamati secara eksperimental. Keberhasilan teori atom hidrogen dicapai dengan mengabaikan prinsip-prinsip dasar mekanika klasik, yang tetap berlaku tanpa syarat selama lebih dari 200 tahun. Oleh karena itu, bukti eksperimental langsung mengenai validitas postulat Bohr, khususnya postulat pertama – tentang keberadaan keadaan stasioner – sangatlah penting. Postulat kedua dapat dianggap sebagai konsekuensi dari hukum kekekalan energi dan hipotesis keberadaan foton. Fisikawan Jerman D. Frank dan G. Hertz, mempelajari tumbukan elektron dengan atom gas menggunakan metode potensial perlambatan (1913), secara eksperimental menegaskan keberadaan keadaan stasioner dan keleluasaan nilai energi atom. Terlepas dari keberhasilan konsep Bohr yang tidak diragukan lagi dalam kaitannya dengan atom hidrogen, yang memungkinkan untuk membangun teori spektrum kuantitatif, tidak mungkin untuk membuat teori serupa untuk atom helium di samping hidrogen berdasarkan teori Bohr. ide ide. Mengenai atom helium dan atom yang lebih kompleks, teori Bohr hanya memungkinkan kita menarik kesimpulan kualitatif (walaupun sangat penting). Gagasan tentang orbit tertentu di mana elektron bergerak dalam atom Bohr ternyata sangat bersyarat. Faktanya, pergerakan elektron dalam atom memiliki sedikit kesamaan dengan pergerakan planet pada orbitnya. Saat ini, dengan bantuan mekanika kuantum, banyak pertanyaan mengenai struktur dan sifat atom suatu unsur dapat dijawab.

AKU AKU AKU. Struktur inti atom

Struktur inti atom

Tingkat nukleon

Sekitar 20 tahun setelah Rutherford “menemukan” intinya di kedalaman atom, neutron ditemukan - sebuah partikel yang semua sifatnya sama dengan inti atom hidrogen - sebuah proton, tetapi hanya tanpa muatan listrik. Neutron ternyata sangat berguna untuk menyelidiki bagian dalam inti atom. Karena netral secara listrik, medan listrik inti tidak menolaknya - oleh karena itu, bahkan neutron yang lambat pun dapat dengan mudah mendekati inti pada jarak di mana gaya nuklir mulai muncul. Setelah penemuan neutron, fisika dunia mikro bergerak maju dengan pesat.

Segera setelah penemuan neutron, dua fisikawan teoretis - Werner Heisenberg dari Jerman dan Dmitry Ivanenko dari Soviet - berhipotesis bahwa inti atom terdiri dari neutron dan proton. Pemahaman modern tentang struktur inti didasarkan pada hal itu.

Proton dan neutron digabungkan dengan kata nukleon. Proton adalah partikel elementer yang merupakan inti atom dari unsur kimia paling ringan - hidrogen. Jumlah proton dalam inti sama dengan nomor atom suatu unsur dalam tabel periodik dan diberi tanda Z (jumlah neutron adalah N). Sebuah proton mempunyai muatan listrik positif, yang nilai absolutnya sama dengan muatan listrik dasar. Ini kira-kira 1836 kali lebih berat dari elektron. Sebuah proton terdiri dari dua up-quark dengan muatan Q = + 2/3 dan satu d-quark dengan Q = – 1/3, dihubungkan oleh medan gluon. Ia mempunyai dimensi akhir sekitar 10-15 m, meskipun tidak dapat dibayangkan sebagai bola padat, ia lebih menyerupai awan dengan batas kabur, terdiri dari partikel maya yang tercipta dan musnah.

Muatan listrik sebuah neutron adalah 0, massanya kira-kira 940 MeV. Sebuah neutron terdiri dari satu u-quark dan dua d-quark. Partikel ini stabil hanya dalam komposisi inti atom yang stabil; neutron bebas meluruh menjadi elektron, proton, dan antineutrino elektron. Waktu paruh neutron (waktu yang diperlukan untuk meluruhkan setengah jumlah neutron semula) adalah sekitar 12 menit. Dalam materi, neutron berada dalam bentuk bebas untuk waktu yang lebih singkat karena penyerapannya yang kuat oleh inti atom. Seperti proton, neutron berpartisipasi dalam semua jenis interaksi, termasuk interaksi elektromagnetik: dengan netralitas umum, karena struktur internalnya yang kompleks, terdapat arus listrik di dalamnya.

Di dalam inti, nukleon terikat oleh jenis gaya khusus - nuklir. Salah satu ciri khasnya adalah aksi pendek: pada jarak sekitar 10-15 m atau kurang, gaya tersebut melebihi gaya lain, akibatnya nukleon tidak terbang terpisah di bawah pengaruh tolakan elektrostatis dari proton bermuatan serupa. . Pada jarak yang jauh, gaya nuklir berkurang dengan sangat cepat hingga mencapai nol.

Mekanisme kerja gaya nuklir didasarkan pada prinsip yang sama dengan gaya elektromagnetik - pada pertukaran objek yang berinteraksi dengan partikel virtual.

Partikel maya dalam teori kuantum adalah partikel yang mempunyai bilangan kuantum yang sama (muatan putaran, muatan listrik dan baryon, dll.) dengan partikel nyata yang bersesuaian, namun hubungan biasa antara energi, momentum, dan massa tidak berlaku.

IV. Eksperimen Rutherford

Dalam medan magnet, fluks radiasi radioaktif terurai menjadi 3 komponen: sinar alfa, sinar beta, dan sinar gamma.

Fenomena radioaktivitas menunjukkan struktur atom yang kompleks

Kesimpulan

Kesimpulannya, kita sampai pada kesimpulan bahwa konsep Rutherford-Bohr sudah lebih dari sekedar partikel kebenaran mutlak, meskipun perkembangan fisika lebih lanjut telah mengungkapkan banyak kesalahan dalam konsep ini. Sebagian besar pengetahuan yang benar-benar benar terkandung dalam teori mekanika kuantum atom.

Penemuan struktur kompleks atom merupakan peristiwa besar dalam fisika, karena gagasan fisika klasik tentang atom sebagai unit struktural materi yang padat dan tak terpisahkan telah dibantah.

laser

Berdasarkan teori radiasi kuantum, generator kuantum gelombang radio dan generator kuantum cahaya tampak - laser - dibangun. Laser menghasilkan radiasi koheren dengan daya sangat tinggi. Radiasi laser sangat banyak digunakan dalam berbagai bidang ilmu pengetahuan dan teknologi, misalnya untuk komunikasi di luar angkasa, untuk merekam dan menyimpan informasi (laser disk) dan pengelasan, dalam bidang kedokteran.

spektrum

Teori Bohr memungkinkan untuk menjelaskan keberadaan spektrum garis.
Rumus (1) memberikan gambaran kualitatif mengapa spektrum emisi dan serapan atom berjajar. Faktanya, sebuah atom hanya dapat memancarkan gelombang dengan frekuensi yang sesuai dengan perbedaan nilai energi E 1 , E 2 , . . . , E n ,. . Itulah sebabnya spektrum emisi atom terdiri dari garis-garis terang tajam yang terletak terpisah. Pada saat yang sama, sebuah atom tidak dapat menyerap foton apa pun, tetapi hanya foton yang memiliki energi hν yang sama persis dengan selisihnya E n − ek sekitar dua nilai energi yang diizinkan E n Dan ek. Pindah ke keadaan energi yang lebih tinggi E n, atom menyerap foton yang persis sama dengan yang mampu mereka pancarkan selama transisi terbalik ke keadaan semula ek. Sederhananya, atom mengambil garis-garis yang dipancarkannya dari spektrum kontinu; Inilah sebabnya mengapa garis gelap spektrum serapan gas atom dingin terletak tepat di tempat garis terang spektrum emisi gas yang sama dalam keadaan panas berada.

Spektrum kontinu spektrum emisi hidrogen spektrum serapan hidrogen

Kata "atom" yang diterjemahkan dari bahasa Yunani berarti "tidak dapat dibagi". Sejak dahulu kala, hingga awal abad ke-20, atom berarti partikel materi terkecil yang tidak dapat dibagi lagi. Pada awal abad ke-20. Ilmu pengetahuan telah mengumpulkan banyak fakta yang menunjukkan struktur atom yang kompleks.

Kemajuan besar dalam studi struktur atom dicapai dalam eksperimen ilmuwan Inggris Ernest Rutherford tentang hamburan partikel alfa ketika melewati lapisan tipis materi. Dalam percobaan ini, berkas sempit partikel α yang dipancarkan oleh zat radioaktif diarahkan pada kertas emas tipis. Sebuah layar ditempatkan di belakang kertas timah, yang mampu bersinar di bawah pengaruh partikel cepat. Ditemukan bahwa sebagian besar partikel α menyimpang dari perambatan garis lurus setelah melewati foil, yaitu tersebar, dan beberapa partikel α umumnya terlempar kembali. Rutherford menjelaskan hamburan partikel α dengan fakta bahwa muatan positif tidak terdistribusi secara merata dalam bola dengan radius 10 -10 m, seperti yang diasumsikan sebelumnya, tetapi terkonsentrasi di bagian tengah atom - inti atom. Ketika melintas di dekat inti, partikel a yang bermuatan positif ditolak, dan ketika mengenai inti, partikel tersebut terlempar kembali ke arah yang berlawanan. Beginilah perilaku partikel yang mempunyai muatan yang sama, oleh karena itu, terdapat bagian pusat atom yang bermuatan positif, di mana sejumlah besar atom terkonsentrasi. Perhitungan menunjukkan bahwa untuk menjelaskan percobaan, jari-jari inti atom perlu kira-kira 10 -15 m.

Rutherford menyatakan bahwa atom memiliki struktur seperti sistem planet. Inti dari model struktur atom Rutherford adalah sebagai berikut: di pusat atom terdapat inti bermuatan positif, di mana seluruh massa terkonsentrasi; berputar mengelilingi inti dalam orbit melingkar pada jarak yang jauh (seperti planet). mengelilingi Matahari). Muatan inti bertepatan dengan jumlah unsur kimia dalam tabel periodik.

h adalah konstanta Planck.

1. Kata “atom” yang diterjemahkan dari bahasa Yunani berarti “tidak dapat dibagi.” Sejak dahulu kala, hingga awal abad ke-20, atom berarti partikel materi terkecil yang tidak dapat dibagi lagi. Pada awal abad ke-20. Ilmu pengetahuan telah mengumpulkan banyak fakta yang menunjukkan struktur atom yang kompleks.

Kemajuan besar dalam studi struktur atom dicapai dalam eksperimen ilmuwan Inggris Ernest Rutherford tentang hamburan partikel alfa ketika melewati lapisan tipis materi. Dalam percobaan ini, seberkas partikel alfa yang dipancarkan oleh zat radioaktif diarahkan ke kertas emas tipis. Sebuah layar ditempatkan di belakang kertas timah, yang mampu bersinar di bawah pengaruh partikel cepat. Ditemukan bahwa sebagian besar partikel α menyimpang dari perambatan garis lurus setelah melewati foil, yaitu tersebar, dan beberapa partikel α umumnya terlempar kembali. Rutherford menjelaskan hamburan partikel alfa dengan fakta bahwa muatan positif tidak terdistribusi secara merata dalam bola dengan radius 10^~10 m, seperti asumsi sebelumnya, tetapi terkonsentrasi di bagian tengah atom - inti atom. Ketika melintas di dekat inti, partikel a yang bermuatan positif ditolak, dan ketika mengenai inti, partikel tersebut terlempar kembali ke arah yang berlawanan. Beginilah perilaku partikel yang mempunyai muatan yang sama, oleh karena itu, terdapat bagian pusat atom yang bermuatan positif, di mana sejumlah besar atom terkonsentrasi. Perhitungan menunjukkan bahwa untuk menjelaskan percobaan, jari-jari inti atom perlu kira-kira 10^~15 m.

Model struktur atom planet Rutherford tidak dapat menjelaskan sejumlah fakta yang diketahui: elektron yang bermuatan harus jatuh ke inti karena gaya tarik Coulomb, dan atom adalah sistem yang stabil; Ketika bergerak dalam orbit melingkar, mendekati inti, elektron dalam atom harus memancarkan gelombang elektromagnetik dari semua frekuensi yang mungkin, yaitu cahaya yang dipancarkan harus memiliki spektrum kontinu, tetapi dalam praktiknya hasilnya berbeda: elektron atom memancarkan cahaya. yang mempunyai spektrum garis. Fisikawan Denmark Nielier Bohr adalah orang pertama yang mencoba menyelesaikan kontradiksi dalam model struktur atom nuklir planet.

Bohr mendasarkan teorinya pada dua postulat. Postulat pertama: sistem atom hanya dapat berada dalam keadaan stasioner atau kuantum khusus, yang masing-masing memiliki energinya sendiri; dalam keadaan stasioner, sebuah atom tidak memancarkan elektron. Artinya, sebuah elektron (misalnya, dalam atom hidrogen) dapat ditempatkan pada beberapa orbit yang terdefinisi dengan baik. Setiap orbit elektron berhubungan dengan energi yang sangat spesifik.

Postulat kedua: selama transisi dari satu keadaan stasioner ke keadaan stasioner lainnya, sejumlah radiasi elektromagnetik dipancarkan atau diserap. Energi foton sama dengan perbedaan energi atom dalam dua keadaan: , dimana

h adalah konstanta Planck.

Ketika sebuah elektron berpindah dari orbit terdekat ke orbit yang lebih jauh, sistem atom menyerap sejumlah energi. Ketika sebuah elektron berpindah dari orbit yang lebih jauh ke orbit yang lebih dekat dengan inti, sistem atom memancarkan kuantum energi.

Dalam ilmu pengetahuan, sejak lama diyakini bahwa Atom adalah partikel materi terkecil yang TIDAK TERLIHAT.

1. Orang pertama yang melanggar gagasan ini adalah Thomson: dia percaya bahwa atom adalah sejenis zat positif yang diselingi elektron “seperti kismis dalam kue mangkuk”. Pentingnya teori ini adalah bahwa atom tidak lagi dianggap sebagai sesuatu yang tidak dapat dibagi
2. Rutherford melakukan percobaan hamburan partikel alfa. Unsur berat (kertas emas) dibombardir dengan bahan radioaktif. Rutherford berharap melihat lingkaran bercahaya, tapi dia melihat cincin bercahaya.
Penjelasan Rutherford: Pusat atom mengandung semua muatan positif, dan elektron tidak berpengaruh pada aliran partikel alfa.
3. Model planet atom hidrogen menurut BORU	Dengan memancarkan sebagian energi (tampak), sebuah atom hanya memberikan rangkaian panjang gelombangnya sendiri - sebuah spektrum. Jenis spektrum: 1. Spektrum radiasi (emisi): (disediakan oleh benda dalam keadaan panas) a) Padat - berikan semua atom dalam gas padat, cair atau padat b) Berjajar - memberikan atom dalam keadaan gas 1. Spektrum serapan: jika cahaya dilewatkan melalui suatu zat, maka zat tersebut akan menyerap gelombang yang dipancarkannya dalam keadaan panas (garis-garis gelap muncul pada spektrum kontinu) Analisis spektral adalah metode untuk menentukan komposisi kimia suatu zat dari spektrum emisi atau serapannya. Metode ini didasarkan pada fakta bahwa setiap unsur kimia memiliki panjang gelombangnya sendiri. Penerapan analisis spektral: dalam kriminologi, kedokteran, astrofisika. Spektograf adalah alat untuk melakukan analisis spektral. Spektroskop berbeda dari spektograf karena spektroskop dapat digunakan tidak hanya untuk mengamati spektrum, tetapi juga untuk mengambil foto spektrum. Tiket No.21 1. Pendekatan termodinamika untuk mempelajari fenomena fisika. Energi internal dan cara mengubahnya. Hukum pertama termodinamika. Penerapan hukum pertama termodinamika pada proses isotermal, isokorik, dan adiabatik. 2. Model struktur inti atom; kekuatan nuklir; model nukleon dari inti; energi pengikatan nuklir; reaksi nuklir. 1. Setiap benda mempunyai struktur yang sangat spesifik, terdiri dari partikel-partikel yang bergerak secara kacau dan berinteraksi satu sama lain, oleh karena itu setiap benda memiliki energi internal. Energi dalam adalah besaran yang mencirikan keadaan suatu benda, yaitu energi pergerakan kacau (termal) mikropartikel sistem. (molekul, atom, elektron, inti, dll) dan energi interaksi partikel-partikel tersebut. Energi dalam gas ideal monoatomik ditentukan dengan rumus U = 3/2 t/M RT. Energi internal suatu benda hanya dapat berubah sebagai akibat interaksinya dengan benda lain. Ada dua cara untuk mengubah energi dalam: perpindahan panas dan kerja mekanis (misalnya, pemanasan selama gesekan atau kompresi, pendinginan selama ekspansi). Perpindahan panas adalah perubahan energi dalam tanpa melakukan usaha: energi berpindah dari benda yang lebih panas ke benda yang lebih sedikit panasnya. Perpindahan panas terdiri dari tiga jenis: konduktivitas termal (pertukaran energi langsung antara partikel yang bergerak secara kacau dari benda yang berinteraksi atau bagian dari benda yang sama); konveksi (perpindahan energi melalui aliran cairan atau gas) dan radiasi (perpindahan energi melalui gelombang elektromagnetik). Ukuran energi yang dipindahkan selama perpindahan panas adalah kuantitas panas (Q). Cara-cara tersebut secara kuantitatif digabungkan ke dalam hukum kekekalan energi, yang untuk proses termal berbunyi sebagai berikut: perubahan energi dalam suatu sistem tertutup sama dengan jumlah jumlah panas yang dipindahkan ke sistem dan kerja eksternal. gaya yang dilakukan pada sistem. , dimana adalah perubahan energi dalam, Q adalah jumlah panas yang dipindahkan ke sistem, A adalah kerja gaya luar. Jika sistem itu sendiri yang melakukan kerja, maka sistem tersebut secara konvensional disebut A. Maka hukum kekekalan energi untuk proses termal yang disebut hukum pertama termodinamika dapat ditulis sebagai berikut: , yaitu. jumlah panas yang dipindahkan ke sistem digunakan untuk melakukan kerja sistem dan mengubah energi internalnya. Selama pemanasan isobarik, gas melakukan kerja pada gaya luar, dimana V1 dan V2 adalah volume awal dan akhir gas. Jika prosesnya tidak isobarik, besarnya usaha dapat ditentukan oleh luas gambar ABCD yang diapit antara garis yang menyatakan ketergantungan p(V) dan volume awal dan akhir gas V. Mari kita perhatikan penerapan hukum pertama termodinamika pada isoproses yang terjadi dengan gas ideal. Dalam proses isotermal, suhunya konstan, sehingga energi dalam tidak berubah. Maka persamaan hukum pertama termodinamika akan berbentuk: , yaitu jumlah panas yang dipindahkan ke sistem untuk melakukan kerja selama pemuaian isotermal, itulah sebabnya suhu tidak berubah. Dalam proses isobarik, gas memuai dan jumlah panas yang dipindahkan ke gas digunakan untuk meningkatkan energi internal dan melakukan kerja: . Selama proses isokhorik, gas tidak mengubah volumenya, oleh karena itu, tidak ada usaha yang dilakukan olehnya, yaitu. A = 0, dan persamaan hukum pertama berbentuk , yaitu jumlah kalor yang dipindahkan digunakan untuk menambah internal energi gas tersebut. Adiabatik merupakan proses yang terjadi tanpa adanya pertukaran panas dengan lingkungan. Q = 0, oleh karena itu, ketika suatu gas memuai, ia melakukan kerja dengan mengurangi energi internalnya, oleh karena itu, gas tersebut mendingin. 2. Susunan inti atom. Kekuatan nuklir. Cacat massa dan energi ikat inti atom. Reaksi nuklir. Energi nuklir. Inti atom suatu zat terdiri dari proton dan neutron. (Nama umum untuk proton dan neutron adalah nukleon.) Jumlah proton sama dengan muatan inti dan bertepatan dengan nomor unsur dalam tabel periodik. Jumlah jumlah proton dan neutron sama dengan nomor massa. Misalnya inti atom oksigen terdiri dari 8 proton dan 16 - 8 = 8 neutron. Inti atom terdiri dari 92 proton dan 235 - 92 = 143 neutron. Gaya yang menahan proton dan neutron di dalam inti disebut kekuatan nuklir*. Ini adalah jenis interaksi yang paling kuat. Pada tahun 1932, fisikawan Inggris James Chadwick menemukan partikel dengan muatan listrik nol dan satuan massa. Partikel-partikel ini disebut neutron. Neutron diberi nama n. Setelah penemuan neutron, fisikawan D. D. Ivanenko dan W. Heisenberg pada tahun 1932 mengemukakan model inti atom proton-neutron. Menurut model ini, inti atom suatu zat terdiri dari proton dan neutron. (Nama umum untuk proton dan neutron adalah nukleon.) Jumlah proton sama dengan muatan inti dan bertepatan dengan nomor unsur dalam tabel periodik. Jumlah jumlah proton dan neutron sama dengan nomor massa. Misalnya inti atom oksigen terdiri dari 8 proton dan 16 - 8 = 8 neutron. Inti atom terdiri dari 92 proton dan 235 - 92 = 143 neutron. Zat kimia yang menempati tempat yang sama dalam tabel periodik, tetapi mempunyai massa atom berbeda, disebut isotop. Inti isotop berbeda dalam jumlah neutron. Misalnya, hidrogen memiliki tiga isotop: protium - inti terdiri dari satu proton, deuterium - inti terdiri dari satu proton dan satu neutron, tritium - inti terdiri dari satu proton dan dua neutron. Jika kita bandingkan massa inti dengan massa nukleon, ternyata massa inti unsur berat lebih besar dari jumlah massa proton dan neutron dalam inti, dan untuk unsur ringan massa inti. lebih kecil dari jumlah massa proton dan neutron dalam inti. Oleh karena itu, terdapat perbedaan massa antara massa inti atom dan jumlah massa proton dan neutron, yang disebut cacat massa. M = Mn - (Mp + Mn). Karena ada hubungan antara massa dan energi, maka selama pembelahan inti berat dan selama sintesis inti ringan, energi yang ada karena cacat massa harus dilepaskan, dan energi ini disebut energi ikat inti atom. Pelepasan energi ini dapat terjadi selama reaksi nuklir. Reaksi nuklir adalah suatu proses perubahan muatan inti dan massanya, yang terjadi selama interaksi inti dengan inti lain atau partikel elementer. Ketika reaksi nuklir terjadi, hukum kekekalan muatan listrik dan nomor massa terpenuhi: jumlah muatan (nomor massa) inti dan partikel yang memasuki reaksi nuklir sama dengan jumlah muatan (nomor massa) dari inti dan partikel yang memasuki reaksi nuklir. produk akhir (inti dan partikel) reaksi. Reaksi berantai fisi adalah reaksi nuklir di mana partikel-partikel penyebab reaksi terbentuk sebagai produk reaksi. Kondisi yang diperlukan untuk pengembangan rantai

39. Percobaan hamburan partikel alfa.

Upaya pertama untuk membuat model atom berdasarkan akumulasi data eksperimen (1903) dilakukan oleh J. Thomson. Dia percaya bahwa atom adalah sistem bola yang netral secara listrik dengan radius kira-kira 10–10 m. Muatan positif atom didistribusikan secara merata ke seluruh volume bola, dan elektron bermuatan negatif terletak di dalamnya (Gbr. 6.1 .1). Untuk menjelaskan garis spektrum emisi atom, Thomson mencoba menentukan letak elektron dalam atom dan menghitung frekuensi getarannya di sekitar posisi kesetimbangan. Namun, upaya ini tidak berhasil. Beberapa tahun kemudian, dalam eksperimen fisikawan besar Inggris E. Rutherford, terbukti bahwa model Thomson salah.

Gambar 6.1.1.

Model atom J. Thomson

Eksperimen langsung pertama yang mempelajari struktur internal atom dilakukan oleh E. Rutherford dan kolaboratornya E. Marsden dan H. Geiger pada tahun 1909–1911. Rutherford mengusulkan penggunaan penyelidikan atom menggunakan partikel α, yang muncul selama peluruhan radioaktif radium dan beberapa elemen lainnya. Massa partikel alfa kira-kira 7300 kali massa elektron, dan muatan positifnya sama dengan dua kali muatan dasar. Dalam eksperimennya, Rutherford menggunakan partikel α dengan energi kinetik sekitar 5 MeV (kecepatan partikel tersebut sangat tinggi - sekitar 107 m/s, tetapi masih jauh lebih kecil dari kecepatan cahaya). Partikel α adalah atom helium yang terionisasi penuh. Mereka ditemukan oleh Rutherford pada tahun 1899 saat mempelajari fenomena radioaktivitas. Rutherford membombardir atom unsur berat (emas, perak, tembaga, dll) dengan partikel tersebut. Elektron yang menyusun atom, karena massanya yang rendah, tidak dapat mengubah lintasan partikel α secara nyata. Hamburan, yaitu perubahan arah gerak partikel α, hanya dapat disebabkan oleh bagian atom yang berat dan bermuatan positif. Diagram percobaan Rutherford ditunjukkan pada Gambar. 6.1.2.

Gambar 6.1.2.

Skema percobaan Rutherford pada hamburan partikel α. K – wadah timbal dengan zat radioaktif, E – layar dilapisi seng sulfida, F – foil emas, M – mikroskop)

Dari sumber radioaktif yang dibungkus dalam wadah timbal, partikel alfa diarahkan ke lembaran logam tipis. Partikel-partikel yang tersebar jatuh di atas layar yang dilapisi lapisan kristal seng sulfida, yang mampu bersinar ketika terkena partikel bermuatan cepat. Kilauan (kilat) pada layar diamati dengan mata menggunakan mikroskop. Pengamatan partikel α yang tersebar dalam percobaan Rutherford dapat dilakukan pada sudut yang berbeda φ terhadap arah asal berkas. Ditemukan bahwa sebagian besar partikel α melewati lapisan tipis logam dengan sedikit atau tanpa defleksi. Namun, sebagian kecil partikel dibelokkan pada sudut signifikan yang melebihi 30°. Partikel alfa yang sangat langka (sekitar satu dari sepuluh ribu) dibelokkan pada sudut mendekati 180°.

Hasil ini benar-benar tidak terduga bahkan bagi Rutherford. Ide-idenya sangat bertentangan dengan model atom Thomson, yang menyatakan bahwa muatan positif didistribusikan ke seluruh volume atom. Dengan distribusi seperti itu, muatan positif tidak dapat menciptakan medan listrik kuat yang mampu melemparkan kembali partikel α. Medan listrik bola bermuatan seragam mencapai maksimum pada permukaannya dan berkurang menjadi nol saat mendekati pusat bola. Jika jari-jari bola tempat seluruh muatan positif atom terkonsentrasi berkurang sebanyak n kali, maka gaya tolak menolak maksimum yang bekerja pada partikel α akan meningkat sebanyak n2 kali menurut hukum Coulomb. Akibatnya, untuk nilai n yang cukup besar, partikel alfa dapat mengalami hamburan dengan sudut besar hingga 180°. Pertimbangan ini mengarahkan Rutherford pada kesimpulan bahwa atom hampir kosong, dan seluruh muatan positifnya terkonsentrasi dalam volume kecil. Rutherford menyebut bagian atom ini sebagai inti atom. Dari sinilah model nuklir atom muncul. Beras. Gambar 6.1.3 mengilustrasikan hamburan partikel dalam atom Thomson dan atom Rutherford.

Ernest Rutherford (1871-1937).

Fisikawan Inggris, pendiri fisika nuklir, anggota Royal Society of London (1903, presiden tahun 1925-1930) dan sebagian besar akademi di seluruh dunia. Lahir di Brightwater (Selandia Baru). Pada tahun 1899 menemukan sinar alfa dan beta pada tahun 1900 – produk peluruhan radium (emanasi) dan memperkenalkan konsep waktu paruh. Bersama F. Soddy pada tahun 1902 - 1903. mengembangkan teori peluruhan radioaktif dan menetapkan hukum transformasi radioaktif. Pada tahun 1903 membuktikan bahwa sinar alfa terdiri dari partikel bermuatan positif (Penghargaan Nobel Kimia, 1908).

Pada tahun 1908 bersama dengan G. Geiger, ia merancang alat untuk merekam partikel bermuatan individu (penghitung Geiger). Dipasang pada tahun 1911 hukum hamburan partikel alfa oleh atom-atom dari berbagai unsur (rumus Rutherford), yang memungkinkan terciptanya model atom baru pada tahun 1911 - planet (model Rutherford).

Ia mengemukakan gagasan transformasi buatan inti atom (1914). Pada tahun 1919 melakukan reaksi nuklir buatan pertama, mengubah nitrogen menjadi oksigen, sehingga meletakkan dasar-dasar fisika nuklir gabungan, menemukan proton. Pada tahun 1920 meramalkan keberadaan neutron dan deuteron. Bersama M. Oliphant, ia membuktikannya secara eksperimental pada tahun 1933. validitas hukum hubungan antara massa dan energi dalam reaksi nuklir. Pada tahun 1934 melakukan reaksi fusi deuteron dengan pembentukan tritium.

Eksperimen pertama untuk mempelajari struktur atom dilakukan oleh Ernest Rutherford pada tahun 1911. Eksperimen ini menjadi mungkin berkat penemuan fenomena radioaktivitas, di mana unsur-unsur berat dilepaskan sebagai akibat peluruhan radioaktif alami. -partikel. Ternyata partikel-partikel ini mempunyai muatan positif sama dengan muatan dua elektron; massanya kira-kira 4 kali lebih besar dari massa atom hidrogen, yaitu. mereka adalah ion atom helium (). Energi partikel bervariasi dari eV untuk uranium hingga eV untuk thorium. Kecepatan partikelnya adalah m/s, sehingga dapat digunakan untuk “menembus” kertas logam tipis. Informasi tentang hamburan partikel ditunjukkan pada Gambar. 1.

Penelitian telah menunjukkan bahwa sejumlah kecil partikel menyimpang secara signifikan dari arah pergerakan aslinya. Dalam beberapa kasus, sudut hamburan mendekati 180 derajat. Berdasarkan data yang diperoleh, E. Rutherford menarik kesimpulan yang menjadi dasar model atom planet:

Ada inti di mana hampir seluruh massa atom dan seluruh muatan positifnya terkonsentrasi, dan dimensi inti jauh lebih kecil daripada dimensi atom itu sendiri;

Elektron yang menyusun atom bergerak mengelilingi inti dalam orbit melingkar.

Berdasarkan dua premis ini dan dengan asumsi bahwa interaksi antara partikel datang dan inti bermuatan positif ditentukan oleh gaya Coulomb, Rutherford menetapkan bahwa inti atom mempunyai dimensi ()m, yaitu. ukurannya () kali lebih kecil dari ukuran atom.

Model atom yang dikemukakan oleh Rutherford menyerupai tata surya, yaitu. di pusat atom terdapat inti (“Matahari”), dan elektron—”planet”—bergerak dalam orbit di sekitarnya. Inilah sebabnya mengapa model Rutherford disebut model atom planet.

Model ini merupakan langkah maju menuju pemahaman modern tentang struktur atom. Konsep yang mendasarinya inti atom, di mana seluruh muatan positif atom dan hampir seluruh massanya terkonsentrasi, masih mempertahankan maknanya hingga saat ini.

Namun, asumsi bahwa elektron bergerak dalam orbit melingkar tidak kompatibel baik dengan hukum elektrodinamika klasik, maupun dengan sifat garis spektrum emisi gas atom.

Mari kita ilustrasikan apa yang telah dikatakan tentang model planet Rutherford dengan menggunakan contoh atom hidrogen, yang terdiri dari inti masif (proton) dan sebuah elektron yang bergerak mengelilinginya dalam orbit melingkar. Sejak radius orbit m (orbit Bohr pertama) dan kecepatan elektron m/s, percepatan normalnya . Sebuah elektron yang bergerak dengan percepatan dalam orbit melingkar adalah osilator dua dimensi. Oleh karena itu, menurut elektrodinamika klasik, ia harus memancarkan energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Akibatnya, elektron mau tidak mau akan mendekati inti dalam waktu s. Namun, pada kenyataannya, atom hidrogen adalah sistem elektromekanis yang stabil dan “berumur panjang”.

Eksperimen Rutherford tentang hamburan partikel alfa.

Diketahui bahwa kata “atom” yang diterjemahkan dari bahasa Yunani berarti “tidak dapat dibagi”. Fisikawan Inggris J. Thomson mengembangkan (pada akhir abad ke-19) “model atom” pertama, yang menyatakan bahwa atom adalah bola bermuatan positif tempat elektron melayang. Model yang dikemukakan oleh Thomson memerlukan verifikasi eksperimental, karena fenomena radioaktivitas dan efek fotolistrik tidak dapat dijelaskan dengan menggunakan model atom Thomson. Oleh karena itu, pada tahun 1911, Ernest Rutherford melakukan serangkaian percobaan untuk mempelajari komposisi dan struktur atom. Dalam percobaan ini, sinar sempit A -partikel yang dipancarkan zat radioaktif diarahkan ke kertas emas tipis. Di belakangnya ada layar yang mampu bersinar di bawah pengaruh partikel cepat. Ternyata mayoritas adalah demikian A -partikel menyimpang dari perambatan linier setelah melewati foil, yaitu hamburan, dan beberapa A -partikel terlempar kembali 180 0 .

Lintasan A-partikel terbang pada jarak yang berbeda dari inti

laser

Emisi dan penyerapan cahaya oleh atom

Menurut postulat Bohr, sebuah elektron dapat berada pada beberapa orbit tertentu. Setiap orbit elektron berhubungan dengan energi tertentu. Ketika sebuah elektron berpindah dari orbit dekat ke orbit jauh, sistem atom menyerap sejumlah energi. Ketika sebuah elektron berpindah dari orbit yang lebih jauh ke orbit yang lebih dekat dengan inti, sistem atom memancarkan kuantum energi.

spektrum

Spektrum berkelanjutan

Kesimpulan dari percobaan hamburan partikel alfa Rutherford: 1. Terdapat inti atom, yaitu. sebuah benda kecil di mana hampir seluruh massa atom dan seluruh muatan positif terkonsentrasi. 2. Hampir seluruh massa atom terkonsentrasi di dalam inti atom. 3. Partikel negatif - elektron - berputar mengelilingi inti dalam orbit tertutup. 4. Muatan negatif semua elektron didistribusikan ke seluruh volume atom. Model inti atom:

Geser 9 dari presentasi "Eksperimen Rutherford, model atom". Ukuran arsip dengan presentasi adalah 174 KB.

Fisika kelas 9

ringkasan presentasi lainnya

“Struktur atom suatu unsur” - Siapa yang menemukan fenomena radioaktivitas. Struktur. Atom adalah “tidak dapat dibagi”. Rutherford melakukan sejumlah percobaan untuk mempelajari struktur dan komposisi atom. Thomson mengusulkan salah satu model struktur atom pertama pada tahun 1903. Henri Becquerel menemukan fenomena radioaktivitas. Partikel tersebut menyebabkan kilatan pada layar. Dua peristiwa di akhir abad ke-19 memunculkan gagasan tentang struktur atom yang kompleks. Struktur atom. Model planet (nuklir).

"Ruang awan" - Tujuan perangkat. Prinsip robot. Peningkatan. Kapasitas. Penemu perangkat. Arti. Kamera. Wilson. ruang Wilson. Perangkat.

“Keamanan Energi Nuklir” - Dari sejarah energi nuklir. Reaksi peluruhan inti uranium. Diagram pengoperasian reaktor nuklir yang mendidih. Keamanan. Diagram reaktor nuklir yang mendidih. Pembangkit listrik tenaga nuklir memiliki kemampuan lebih dalam produksi energi. Pembangkit listrik tenaga nuklir. Bahaya energi nuklir. Pembangkit listrik tenaga nuklir di peta Rusia. Reaktor nuklir. Daya nuklir. Fusi termonuklir. Manfaat dan bahaya energi nuklir. Pemecah es nuklir.

"Fisika" Gerak "" - Interaksi benda. Mekanika. Hukum kekekalan dalam mekanika. Struktur atom. Inersia dan massa benda. Kecepatan saat gerakan tidak rata. Bagaimana koordinatnya berubah. Gerak pada gerak lurus beraturan dipercepat. Dasar-dasar dinamika. Pekerjaan paksa. hukum ke-2 Newton. Tubuh jatuh bebas. Dasar-dasar Fisika. Mempelajari sifat-sifat materi. Vektor. hukum ke-3 Newton. Periode dan frekuensi peredaran. Percepatan. Fisika adalah ilmu pasti.

“Osilasi pendulum matematika” - Rencana pelajaran. Penggunaan praktis osilasi pendulum. Galileo Galilei (1564-1642). Huygens Christian (1629 – 1695). Setiap benda dapat melakukan gerakan osilasi. Percobaan dilakukan dalam lingkaran sempit. Ilustrasi getaran mekanis menggunakan contoh pendulum Foucault. Bangunan tua Universitas Pisa. Sebuah pendulum nyata dapat dianggap matematis jika panjang benangnya jauh lebih besar daripada ukuran benda yang digantung padanya.

“Kecepatan Kosmik Pertama” - Memecahkan masalah. Percepatan jatuh bebas. Kecepatan yang harus diberikan pada suatu benda agar dapat menjadi satelit. Pengenalan satelit buatan. Kecepatan lepas pertama. Kondisi di mana suatu tubuh menjadi kecerdasan buatan. Satelit Bumi Buatan. Tentukan kecepatan lepas pertama untuk peluncuran satelit. Menyelesaikan masalah. Revolusi planet-planet mengelilingi Matahari.