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Physikreferat Bohrsches Modell

Frage: Physikreferat Bohrsches Modell
(15 Antworten)


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4
Zitat:
(...)Da die Elektronen letztendlich sogar in den Kern stürzen würden gäbe es gar keine stabilen Atome.
Da man wusste, dass die beobachteten Spektren extrem frequenzstabil sind und es offensichtlich sehr viele stabile Atome gibt, war klar, dass ein neues Atommodell gefunden werden musste.

Prinzip
Zur Aufhebung dieser Widersprüche stellte Niels Bohr 1913 zwei Postulate auf und formte damit ein neues Atommodell:

Die Elektronen eines Atoms können sich nur auf bestimmten stabilen Kreisbahnen bewegenund emittieren dabei keine Strahlung. .

Zwischen den stabilen Bahnen mit der Energie E sind Elektronenübergänge möglich. Die dabei in Form von elektromagnetischer Strahlung absorbierte oder emittierte Energie entspricht der Differenz zwischen den Energien des Anfangs- und Endzustandes.

Man sieht sofort, dass die Frequenz des Lichts ν proportional zur Energiedifferenz der beteiligten Bahnen ist.
Mit diesen Postulaten kann man nun ziemlich einfach die einzelnen Energieniveaus berechnen, wobei die Ergebnisse für das Wasserstoffatom sehr gut mit den experimentellen Werten übereinstimmen (bei den anderen Atomen ist selbst das Bohrmodell schon wieder zu ungenau).
Nach dem ersten Postulat bewegen sich die Elektronen auf Bahnen um den Kern, wobei die anziehende Coulombkraft durch die Zentrifugalkraft des Elektrons kompensiert wird. Weiterhin gehört zu den Postulaten, dass der Drehimpuls gequantelt ist und nur ganzzahlige Vielfache des Planckschen Wirkungsquantums einnehmen kann.

Der kleinste Radius, der sich für die Hauptquantenzahl n=1 ergibt wird dabei als Bohrscher Radius bezeichnet, er liefert eine Abschätzung für die Größe des Atoms. Die Gesamtenergie eines Elektrons auf einer bestimmten Schale (Die möglichen Bahnen für die n=1,2,3 werden auch als Schalen, oder Orbitale bezeichnet und mit den Buchstaben K,L,M,... versehen.) kann auch leicht errechnet werden.


Würde das als Referat (als Einführung in das Thema, nachdem ein vor mir welche das rutherfordsche modell erklärt haben) an infos reichen?
Frage von mopselratz | am 10.09.2010 - 17:36

 
 Antwort von GAST | 10.09.2010 - 17:53
was mir hier eindeutig fehlt sind die schwächen des modells bzw der gültigkeitsbereich des modells.

"Die möglichen Bahnen für die n=1,2,3 werden auch als Schalen,
oder Orbitale bezeichnet und mit den Buchstaben K,L,M,... versehen"

das stimmt übrigens nicht ganz.
bohr sprach nicht von schalen; inhaltlich sind die begriffe auch voneinander zu trennen. (und von orbitalen sowieso)


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4		 Antwort von mopselratz | 10.09.2010 - 19:16
Ja,

Zitat:
Biografie:
1911 - Doktortitel Uni Kopenhagen (Reisen nach Cambridge; Arbeit unter dem brit. Physiker Rutherford)
1913 - veröffentlichung einer theorie über den aufbau von Atomen, die auf der früheren theorie rutherfords aufbaut
1916 - Professor der Physik an der Uni Kopenhagen
1920 - Ernennung zum DIrektor des "Instituts für theoretische Physik" an der UNI
1922 - Bekam den Nobelpreis
---
Während des 2. Weltkrieges floh er vor den Nazis nach Amerika (Neu Mexiko) wo er dortigen Wissenschaftlern bei dem Bau der ersten Atombombe half.
Nach dem Krieg kehrte er zurück und forderte später die friedliche Nutzung der Atomenergie.


Grenzen:
-Die Vorraussagungen des Modells sind nur für das Wasserstoffatom bzw. für wasserstoffähnliche Ionen geltend.
-Es können nur für das Wasserstoffatom die Spektrallinien berechnet werden.
-Es konnte auch nicht erklärt werden, dass Spektrallinien aus mehreren kleinen Spektrallinien zusammengesetzt sind.
-Das 2. Postulat konnte nicht durch die bekannten physikalischen Gesetze erklärt werden.
-Konnte die Quantisierung des Drehimpulses nicht wirklich erklären.

Würde das reichen?^^

 
 Antwort von GAST | 10.09.2010 - 19:24
vielleicht solltest du noch die stärken des modells herausstellen, dann wärs wohl für einen gk ausreichend.


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4		 Antwort von mopselratz | 10.09.2010 - 19:39
Die gehn doch eig schon aus der Modell-Vorstellung hervor oder?
Die wären dann:
- Entwickelte die Grundlagen der heutigen Theorien:
1. das es schalen um ein Atom gibt
2. das sich in diesen schalen Elektronen bewegen
3. das energie abgegeben bzw absorbiert wird, wenn ein elektron non einer höheren stufe auf eine niedrige bzw. von einer niedrigen auf eine höhere schale "springt"
4. das die von Bohr aufgestellten formeln gut zur berechnung von elektrongeschw. und deren freigegeben energie für wasserstoffatomen sind
Bei schwächen vlt noch, "dass das bohrsche Atommodell nur für Atome mit nur einem Elektron richtige Ergebnisse bringt. Schon ein Atom mit zwei Elektronen kann im Bohrschen Atommodell nicht mehr richtig beschrieben werden." und das er davon ausgegangen ist, das atome flach sind.

so, das müsste aber reichen ne?

 
 Antwort von GAST | 10.09.2010 - 19:43
"Die gehn doch eig schon aus der Modell-Vorstellung hervor oder?"

nicht wirklich, deshalb sagte ich auch herausstellen ...

"1. das es schalen um ein Atom gibt"

zum 10ten mal: bahnen, nicht schalen.

die punkte 1-3 sind ja nur die aussagen von bohr, nicht die vorzüge des modells.

"und das er davon ausgegangen ist, das atome flach sind."

davon ging er nicht aus, dass war eine konsequenz aus seinen postulaten


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4		 Antwort von mopselratz | 10.09.2010 - 19:47
hm... dann
1. Bruch mit klassischen Vorstellungen an den entscheidenden Stellen (diskrete Bahnen,
keine Energieabstrahlung)
2. Emissions- und Absorptionsquanten lassen sich als Energieänderung des betreffenden
Elektrons erklären.
3. Herleitung des Wasserstoffspektrums sowie Bestimmung des H-Atomradius

Hab ich grad gefunden...^^
das erste hab ich ja sschon

 
 Antwort von GAST | 10.09.2010 - 19:58
jo, wiederholung ist nicht so schlimm.

du trägst ja nicht für den lehrer vor, sondern für die schüler, und die schüler interessiert vor allem "wozu der ganze mist?"


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4		 Antwort von mopselratz | 10.09.2010 - 20:03
Okay, danke für deine hilfe. den 3. punkt muss ich nochmal googlen...^^

hat bohr jetzt 2 oder 3 postulate veröffentlicht.
In vielen Texten stehen nur die 2, aber ich hab auch noch ein drittes gefunden. das ist doch bestimmt auch noch relevant, oder?
Zitat:
1.Postulat: Elektronen dürfen nur auf bestimmten, fest definierten Bahnen um den Kern kreisen.

2.Postulat: Elektronen dürfen auf diesen Bahnen nicht strahlen, da sie die Bahn sonst durch den Energieverlust nicht halten könnten.

3.Postulat: Elektronen springen unter Abstrahlung von Energie von einer äußeren zu einer inneren Bahn. Die Energie hat den Betrag: E =h*f.

 
 Antwort von GAST | 10.09.2010 - 20:06
wie er das jetzt vor knapp 100 jahren forumuliert hat, weiß ich nicht, aber man kann seine aussagen jedenfalls in 2 grundlegende postulate zusammenfassen (1. und 2. würde ich zusammen mit L=n*h/2pi als 1 postulat ansehen. dieses macht dann eine aussage über die bewegung der e- im atom)


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4		 Antwort von mopselratz | 10.09.2010 - 20:08
okay, dankeschöööön :)


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4		 Antwort von mopselratz | 12.09.2010 - 18:19
Zitat:
-Der Drehimpuls ist gequantelt und kann nur ganzzahlige Vielfache des Planckschen Wirkungsquantums einnehmen.
-Der kleinste Radius, der sich für die Hauptquantenzahl n=1 ergibt wird dabei als Bohrscher Radius bezeichnet, er liefert eine Abschätzung für die Größe des Atoms.
En= Ekin+Epot

würde das sehr wichtig sein?


Zitat:
Modell:
-Wiederlegung des Wiederspruches beim Rutherfordschen Modell
- Atomkern aus Proton und Neutron
-In der Atomhülle: Die Elektronen kreisen auf den Bahnen
-Elektronen kreisen um den Atomkern auf fest definierten Bahnen
-Elektronen strahlen auf diesen Bahne nicht (sonst sturz in den Atomkern), da sie sonst durch den Energieverlust die Bahn nicht halten können
-Die anziehende Coulombkraft wird durch die Zentrifugalkraft des Elektrons ausgeglichen
-Elektronen können auf höhere und niedrige Bahnen springen
-Beim Sprung auf eine höhere müssen Strahlen von außen einfallen
-Beim Sprung auf eine niedrige geben Elektronen Strahlung ab (elektromagnetische Strahlung= Photonen = erzeugt Licht(-blitze) „Strahlungsemission der Atome“)
Der Sprung kann nicht in kleine Schritte zerlegt werden (kontinuierlich, in Quanten), sondern verläuft Sprunghaft
-Die äußeren Bahnen können mehr als ein Elektron beherbergen.
-Diese äußeren Bahnen bestimmten das chemische Verhalten der Atome. (wenn was von einem andrem Atom überspringt)

Spektrallinien:
Elektromagnetische Energie die entsteht, wenn ein Elektron von einer höheren Schale in eine niedrige überspringt. Dabei wird Energie abgegeben.
Wenn Energie hinzugegeben wird, dann steigen die Elektronen unter dieser einfallenden Strahlung auf eine höhere Stufe.

hab jetzt das als "Vortragsblatt"
danke für ne antwort

 
 Antwort von GAST | 12.09.2010 - 18:37
"würde das sehr wichtig sein?"

der erste punkt sehr, der zweite weniger als der erste, kann aber auch erwähnt werden.

"Atomkern aus Proton und Neutron"

hast du das wieder in einem chemieforum gelesen?
weißt du, wann chadwick das neutron entdeckte?

und das bohr keine aussagen darüber gemacht hatte, wie viele elektronen auf eine bahn passen, habe ich dir ja bereits gesagt.


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4		 Antwort von mopselratz | 12.09.2010 - 18:54
Zitat:
-Der Drehimpuls ist gequantelt und kann nur ganzzahlige Vielfache des Planckschen Wirkungsquantums einnehmen.

Wie solln die das denn verstehn? ich mein, die wissen davon bestimmt nichts mehr.
ich weiß auch nicht wie man das anschaulich erklären kann...

Zitat:
-Der kleinste Radius, der sich für die Hauptquantenzahl n=1 ergibt wird dabei als Bohrscher Radius bezeichnet, er liefert eine Abschätzung für die Größe des Atoms.
En= Ekin+Epot

"der sich für die Hauptquantenzahl n=1 ergibt"
was bedeutet das dann?

also das mit dem, dass äußere bahnen mehr elektronen "beherbergen" können hab ich auch auf ner physikseite gelesen... über bohr usw...^^
aber okay.. wenns net stimmt...

 
 Antwort von GAST | 12.09.2010 - 18:59
"ich weiß auch nicht wie man das anschaulich erklären kann..."

sagst kurz, was der drehimpuls ist; vielleicht wo er eine rolle im alltag spielt, und dann den satz. reicht.
(im übrigen sollte ich noch sagen, dass es sich hier nur um den betrag des drehimpulses handelt, die bohr postulierte. später wurde das die drehimpulsquantelung noch erweitert)

"was bedeutet das dann?"

der radius ist eine funktion der hauptquantenzahl n.
setzt du n=1 kriegst du den bohrschen radius heraus.

"also das mit dem, dass äußere bahnen mehr elektronen "beherbergen" können hab ich auch auf ner physikseite gelesen... über bohr usw...^^
aber okay.. wenns net stimmt..."

na ja. oft wird auch den leuten alles mögliche angedichtet, nur nicht das, was sie gemacht haben.
(im nachhinein ist man schlauer und ergänzt das modell)


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4		 Antwort von mopselratz | 12.09.2010 - 19:14
okay.
Danke.^^
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