SlideShare une entreprise Scribd logo
1  sur  26
 4.1 The Atomic Models of Thomson and Rutherford
 4.2 Rutherford Scattering
 4.3 The Classic Atomic Model
 4.4 The Bohr Model of the Hydrogen Atom
 4.5 Successes and Failures of the Bohr Model
 4.6 Characteristic X-Ray Spectra and Atomic Number
 4.7 Atomic Excitation by Electrons
CHAPTER 4
Structure of the AtomStructure of the Atom
In the present first part of the paper the mechanism of the binding of
electrons by a positive nucleus is discussed in relation to Planck’s
theory. It will be shown that it is possible from the point of view taken to
account in a simple way for the law of the line spectrum of hydrogen.
- Niels Bohr, 1913
Structure of the Atom
Pieces of evidence that scientists had in 1900 to indicate that
the atom was not a fundamental unit:
1) There seemed to be too many kinds of atoms, each
belonging to a distinct chemical element.
2) Atoms and electromagnetic phenomena were intimately
related.
3) The problem of valence. Certain elements combine with
some elements but not with others, a characteristic that
hinted at an internal atomic structure.
4) The discoveries of radioactivity, of x rays, and of the
electron.
 Thomson’s “plum-pudding” model of the atom had the positive
charges spread uniformly throughout a sphere the size of the
atom, with electrons embedded in the uniform background.
 In Thomson’s view, when the atom was heated, the electrons
could vibrate about their equilibrium positions, thus producing
electromagnetic radiation.
Thomson’s Atomic Model
Experiments of Geiger and Marsden
 Rutherford, Geiger, and Marsden
conceived a new technique for
investigating the structure of matter
by scattering α particles from atoms.
 Geiger showed that many α particles
were scattered from thin gold-leaf
targets at backward angles greater
than 90°.
Example 4.1
 The maximum scattering angle corresponding to the maximum momentum
change.
 Maximum momentum change of the α particle is
or
 Determine θ by letting Δpmax be perpendicular to the direction of motion.
 If an α particle were scattered by many electrons and N electrons
results in .
 The number of atoms across the thin gold layer of 6 × 10−7
m:
 Assume the distance between atoms is
and there are .
That gives .
Multiple Scattering from Electrons
 even if the α particle scattered from all 79 electrons in
each atom of gold.
The experimental results were not consistent with Thomson’s
atomic model.
 Rutherford proposed that an atom has a positively charged core
(nucleus) surrounded by the negative electrons.
Rutherford’s Atomic Model
 Scattering experiments help us study matter too small to be
observed directly.
 There is a relationship between the impact parameter b and the
scattering angle θ.
When b is small,
r gets small.
Coulomb force gets large.
θ can be large and the particle can be repelled backward.
4.2: Rutherford Scattering
 Any particle inside the circle of area πb0
2
will be similarly scattered.
 The cross section σ = πb2
is related to the probability for a particle being
scattered by a nucleus.
 The fraction of incident particles scattered is
 The number of scattering nuclei per unit area .
Rutherford Scattering
 In actual experiment a detector is positioned from θ to θ + dθ that
corresponds to incident particles between b and b + db.
 The number of particles scattered per unit area is
Rutherford Scattering Equation
4.3: The Classical Atomic Model
Let’s consider atoms as a planetary model.
 The force of attraction on the electron by the nucleus and Newton’s
2nd law give
where v is the tangential velocity of the electron.
 The total energy is
The Planetary Model is Doomed
 From classical E&M theory, an accelerated electric charge
radiates energy (electromagnetic radiation) which means total
energy must decrease. Radius r must decrease!!
Electron crashes into the nucleus!?
 Physics had reached a turning point in 1900 with Planck’s
hypothesis of the quantum behavior of radiation.
4.4: The Bohr Model of the Hydrogen Atom
Bohr’s general assumptions:
1) “Stationary states” (orbiting electrons do not radiate energy) exist
in atoms.
2) E = E1 − E2 = hf
3) Classical laws of physics do not apply to transitions between
stationary states.
4) The mean kinetic energy of the electron-nucleus system is
K = nhforb/2, where forb is the frequency of rotation.
Bohr Radius
 The diameter of the hydrogen atom for stationary states is
Where the Bohr radius is given by
 The smallest diameter of the hydrogen atom is
 n = 1 gives its lowest energy state (called the “ground” state)
The Hydrogen Atom
 The energies of the stationary states
where E0 = 13.6 eV.
 Emission of light occurs when the atom is
in an excited state and decays to a lower
energy state (nu → nℓ).
where f is the frequency of a photon.
R∞ is the Rydberg constant.
Transitions in the Hydrogen Atom
Lyman series
The atom will remain in the
excited state for a short time
before emitting a photon and
returning to a lower stationary
state. All hydrogen atoms exist
in n = 1 (invisible).
Balmer series
When sunlight passes through
the atmosphere, hydrogen
atoms in water vapor absorb
the wavelengths (visible).
Fine Structure Constant
 The electron’s velocity in the Bohr model:
 On the ground state,
v1 = 2.2 × 106
m/s ~ less than 1% of the speed of light.
 The ratio of v1 to c is the fine structure constant.
The Correspondence Principle
Need a principle to relate the new modern results with classical
ones.
Classical electrodynamics Bohr’s atomic model
Determine the properties
of radiation
Bohr’s correspondence
principle
In the limits where classical and quantum
theories should agree, the quantum
theory must reduce the classical result.
+
The Correspondence Principle
 The frequency of the radiation emitted fclassical is equal to the orbital frequency
forb of the electron around the nucleus.
 The frequency of the transition from n + 1 to n is
 For large n,
Substitute E0:
4.5: Successes and Failures of the Bohr Model
 The electron and hydrogen nucleus actually revolved about their
mutual center of mass.
 The electron mass is replaced by its reduced mass.
 The Rydberg constant for infinite nuclear mass is replaced by R.
Limitations of the Bohr Model
The Bohr model was a great step of the new quantum theory,
but it had its limitations.
1) Works only to single-electron atoms.
2) Could not account for the intensities or the fine structure
of the spectral lines.
3) Could not explain the binding of atoms into molecules.
4.6: Characteristic X-Ray Spectra and
Atomic Number
 Shells have letter names:
K shell for n = 1
L shell for n = 2
 The atom is most stable in its ground state.
 When it occurs in a heavy atom, the radiation emitted is an x ray.
 It has the energy E (x ray) = Eu − Eℓ.
An electron from higher shells will fill the inner-
shell vacancy at lower energy.
Atomic Number
L shell to K shell Kα x ray
M shell to K shell Kβ x ray
 Atomic number Z = number of protons in the nucleus.
 Moseley found a relationship between the frequencies of the
characteristic x ray and Z.
This holds for the Kα x ray.
Moseley’s Empirical Results
 The x ray is produced from n = 2 to n = 1 transition.
 In general, the K series of x ray wavelengths are
Moseley’s research clarified the importance of the electron shells
for all the elements, not just for hydrogen.
4.7: Atomic Excitation by Electrons
 Franck and Hertz studied the phenomenon of ionization.
Accelerating voltage is below 5 V.
electrons did not lose energy.
Accelerating voltage is above 5 V.
sudden drop in the current.
Atomic Excitation by Electrons
 Ground state has E0 to be zero.
First excited state has E1.
The energy difference E1 − 0 = E1 is the excitation energy.
 Hg has an excitation energy of
4.88 eV in the first excited state
 No energy can be transferred to
Hg below 4.88 eV because not
enough energy is available to
excite an electron to the next
energy level
 Above 4.88 eV, the current drops because scattered electrons no longer
reach the collector until the accelerating voltage reaches 9.8 eV and so on.

Contenu connexe

Tendances

Ch 2 [structure of atom]
Ch 2 [structure of atom]Ch 2 [structure of atom]
Ch 2 [structure of atom]ravisidhu109
 
Quantum Mechanics Presentation
Quantum Mechanics PresentationQuantum Mechanics Presentation
Quantum Mechanics PresentationJasmine Wang
 
SYSTEM OF PARTICLES AND ROTATIONAL MOTION.pptx
SYSTEM OF PARTICLES AND ROTATIONAL MOTION.pptxSYSTEM OF PARTICLES AND ROTATIONAL MOTION.pptx
SYSTEM OF PARTICLES AND ROTATIONAL MOTION.pptxGiridhar D
 
Statics presentation ppt(1)
Statics presentation ppt(1)Statics presentation ppt(1)
Statics presentation ppt(1)SrinivasaKalkani
 
DIFFERENT ATOMIC MODELS
DIFFERENT ATOMIC MODELSDIFFERENT ATOMIC MODELS
DIFFERENT ATOMIC MODELSShahn Tee
 
7.1 Atomic, nuclear and particle physics
7.1 Atomic, nuclear and particle physics7.1 Atomic, nuclear and particle physics
7.1 Atomic, nuclear and particle physicsPaula Mills
 
Heisenberg uncertainty principle
Heisenberg uncertainty principleHeisenberg uncertainty principle
Heisenberg uncertainty principlemauhammadaqib
 
Quantum mechanics
Quantum mechanics Quantum mechanics
Quantum mechanics Kumar
 
Black body radiation.
Black body radiation.Black body radiation.
Black body radiation.Suni Pm
 
Photoelectric Effect And Dual Nature Of Matter And Radiation Class 12
Photoelectric Effect And Dual Nature Of Matter And Radiation Class 12Photoelectric Effect And Dual Nature Of Matter And Radiation Class 12
Photoelectric Effect And Dual Nature Of Matter And Radiation Class 12Self-employed
 

Tendances (20)

Vector atom model
Vector atom modelVector atom model
Vector atom model
 
SOMMERFELD MODEL Maya yadav ppt
SOMMERFELD MODEL Maya yadav pptSOMMERFELD MODEL Maya yadav ppt
SOMMERFELD MODEL Maya yadav ppt
 
Ch 2 [structure of atom]
Ch 2 [structure of atom]Ch 2 [structure of atom]
Ch 2 [structure of atom]
 
Quantum Mechanics Presentation
Quantum Mechanics PresentationQuantum Mechanics Presentation
Quantum Mechanics Presentation
 
Magnetic materials
Magnetic materialsMagnetic materials
Magnetic materials
 
SYSTEM OF PARTICLES AND ROTATIONAL MOTION.pptx
SYSTEM OF PARTICLES AND ROTATIONAL MOTION.pptxSYSTEM OF PARTICLES AND ROTATIONAL MOTION.pptx
SYSTEM OF PARTICLES AND ROTATIONAL MOTION.pptx
 
Blochtheorem
BlochtheoremBlochtheorem
Blochtheorem
 
Statics presentation ppt(1)
Statics presentation ppt(1)Statics presentation ppt(1)
Statics presentation ppt(1)
 
Angular momentum
Angular momentumAngular momentum
Angular momentum
 
DIFFERENT ATOMIC MODELS
DIFFERENT ATOMIC MODELSDIFFERENT ATOMIC MODELS
DIFFERENT ATOMIC MODELS
 
Anamolous zeeman effect
Anamolous zeeman effectAnamolous zeeman effect
Anamolous zeeman effect
 
Bohr’s model for hydrogen atom
Bohr’s model for hydrogen atomBohr’s model for hydrogen atom
Bohr’s model for hydrogen atom
 
7.1 Atomic, nuclear and particle physics
7.1 Atomic, nuclear and particle physics7.1 Atomic, nuclear and particle physics
7.1 Atomic, nuclear and particle physics
 
Heisenberg uncertainty principle
Heisenberg uncertainty principleHeisenberg uncertainty principle
Heisenberg uncertainty principle
 
Quantum mechanics
Quantum mechanics Quantum mechanics
Quantum mechanics
 
cotton effect
cotton effect cotton effect
cotton effect
 
Black body radiation.
Black body radiation.Black body radiation.
Black body radiation.
 
Photoelectric Effect And Dual Nature Of Matter And Radiation Class 12
Photoelectric Effect And Dual Nature Of Matter And Radiation Class 12Photoelectric Effect And Dual Nature Of Matter And Radiation Class 12
Photoelectric Effect And Dual Nature Of Matter And Radiation Class 12
 
Zeeman and Stark Effect
Zeeman and Stark EffectZeeman and Stark Effect
Zeeman and Stark Effect
 
Ch 12 (atoms)
Ch 12 (atoms)Ch 12 (atoms)
Ch 12 (atoms)
 

En vedette (7)

บทที่ 2 ทฤษฎีสัมพัทธภาพเฉพาะ
บทที่ 2 ทฤษฎีสัมพัทธภาพเฉพาะบทที่ 2 ทฤษฎีสัมพัทธภาพเฉพาะ
บทที่ 2 ทฤษฎีสัมพัทธภาพเฉพาะ
 
CHAPTER 3 The Experimental Basis of Quantum Theory
CHAPTER 3The Experimental Basis of Quantum TheoryCHAPTER 3The Experimental Basis of Quantum Theory
CHAPTER 3 The Experimental Basis of Quantum Theory
 
บทที่ 1 กำเนิดฟิสิกส์แผนใหม่
บทที่ 1 กำเนิดฟิสิกส์แผนใหม่บทที่ 1 กำเนิดฟิสิกส์แผนใหม่
บทที่ 1 กำเนิดฟิสิกส์แผนใหม่
 
CHAPTER 5 Wave Properties of Matter and Quantum Mechanics I
CHAPTER 5 Wave Properties of Matter and Quantum Mechanics ICHAPTER 5 Wave Properties of Matter and Quantum Mechanics I
CHAPTER 5 Wave Properties of Matter and Quantum Mechanics I
 
CHAPTER 10 Molecules and Solids
CHAPTER 10 Molecules and SolidsCHAPTER 10 Molecules and Solids
CHAPTER 10 Molecules and Solids
 
Trm 7
Trm 7Trm 7
Trm 7
 
CHAPTER 6 Quantum Mechanics II
CHAPTER 6 Quantum Mechanics IICHAPTER 6 Quantum Mechanics II
CHAPTER 6 Quantum Mechanics II
 

Similaire à CHAPTER 4 Structure of the Atom

Atomic structure
Atomic structureAtomic structure
Atomic structureUmesh Gawas
 
Introduction of Atom
Introduction of Atom Introduction of Atom
Introduction of Atom Amol Kumbhar
 
Atomic structure & chemical bond
Atomic structure & chemical bondAtomic structure & chemical bond
Atomic structure & chemical bondSabbir Ahmed
 
Atomic structure 1
Atomic structure 1Atomic structure 1
Atomic structure 1Parul Jain
 
Emission spectrum of hydrogen
Emission spectrum of hydrogenEmission spectrum of hydrogen
Emission spectrum of hydrogenRaphaelZuela
 
enc=encoded=PWW_dKfjbHrN9xq3SPtoL41DH0Bw5FrP4bCUo7yCo9hDDPhsJJZA_EXSSes=.pptx
enc=encoded=PWW_dKfjbHrN9xq3SPtoL41DH0Bw5FrP4bCUo7yCo9hDDPhsJJZA_EXSSes=.pptxenc=encoded=PWW_dKfjbHrN9xq3SPtoL41DH0Bw5FrP4bCUo7yCo9hDDPhsJJZA_EXSSes=.pptx
enc=encoded=PWW_dKfjbHrN9xq3SPtoL41DH0Bw5FrP4bCUo7yCo9hDDPhsJJZA_EXSSes=.pptxrairishvesh
 
Atoms Class 12 NCERT chapter 12
Atoms Class 12 NCERT chapter 12Atoms Class 12 NCERT chapter 12
Atoms Class 12 NCERT chapter 12Lovedeep Singh
 
Structure of atom plus one focus area notes
Structure of atom plus one focus area notesStructure of atom plus one focus area notes
Structure of atom plus one focus area notessaranyaHC1
 
Chem 1 unit 4 presentation
Chem 1 unit 4 presentationChem 1 unit 4 presentation
Chem 1 unit 4 presentationbobcatchemistry
 
Quantum Mechanics: Electrons, Transistors, & LASERS.
Quantum Mechanics: Electrons, Transistors, & LASERS. Quantum Mechanics: Electrons, Transistors, & LASERS.
Quantum Mechanics: Electrons, Transistors, & LASERS. Paul H. Carr
 
Chapter 4 electrons in atoms
Chapter 4 electrons in atomsChapter 4 electrons in atoms
Chapter 4 electrons in atomstanzmanj
 
Apchemunit7 111006100549-phpapp02
Apchemunit7 111006100549-phpapp02Apchemunit7 111006100549-phpapp02
Apchemunit7 111006100549-phpapp02Cleophas Rwemera
 
Chemistry Basic understanding for LIKE WHAT?
Chemistry Basic understanding for LIKE WHAT?Chemistry Basic understanding for LIKE WHAT?
Chemistry Basic understanding for LIKE WHAT?ArafathIslam4
 
L3electronicstructureofatom 130906000837-
L3electronicstructureofatom 130906000837-L3electronicstructureofatom 130906000837-
L3electronicstructureofatom 130906000837-Cleophas Rwemera
 

Similaire à CHAPTER 4 Structure of the Atom (20)

Atomic structure
Atomic structureAtomic structure
Atomic structure
 
Ap chem unit 7
Ap chem unit 7Ap chem unit 7
Ap chem unit 7
 
Introduction of Atom
Introduction of Atom Introduction of Atom
Introduction of Atom
 
Atomic structure & chemical bond
Atomic structure & chemical bondAtomic structure & chemical bond
Atomic structure & chemical bond
 
Structure of atom
Structure of atomStructure of atom
Structure of atom
 
Atomic structure 1
Atomic structure 1Atomic structure 1
Atomic structure 1
 
Emission spectrum of hydrogen
Emission spectrum of hydrogenEmission spectrum of hydrogen
Emission spectrum of hydrogen
 
enc=encoded=PWW_dKfjbHrN9xq3SPtoL41DH0Bw5FrP4bCUo7yCo9hDDPhsJJZA_EXSSes=.pptx
enc=encoded=PWW_dKfjbHrN9xq3SPtoL41DH0Bw5FrP4bCUo7yCo9hDDPhsJJZA_EXSSes=.pptxenc=encoded=PWW_dKfjbHrN9xq3SPtoL41DH0Bw5FrP4bCUo7yCo9hDDPhsJJZA_EXSSes=.pptx
enc=encoded=PWW_dKfjbHrN9xq3SPtoL41DH0Bw5FrP4bCUo7yCo9hDDPhsJJZA_EXSSes=.pptx
 
Chem chapt 5
Chem chapt 5Chem chapt 5
Chem chapt 5
 
Atoms Class 12 NCERT chapter 12
Atoms Class 12 NCERT chapter 12Atoms Class 12 NCERT chapter 12
Atoms Class 12 NCERT chapter 12
 
Structure of atom plus one focus area notes
Structure of atom plus one focus area notesStructure of atom plus one focus area notes
Structure of atom plus one focus area notes
 
Chem 1 unit 4 presentation
Chem 1 unit 4 presentationChem 1 unit 4 presentation
Chem 1 unit 4 presentation
 
Quantum Mechanics: Electrons, Transistors, & LASERS.
Quantum Mechanics: Electrons, Transistors, & LASERS. Quantum Mechanics: Electrons, Transistors, & LASERS.
Quantum Mechanics: Electrons, Transistors, & LASERS.
 
Chapter 4 electrons in atoms
Chapter 4 electrons in atomsChapter 4 electrons in atoms
Chapter 4 electrons in atoms
 
Apchemunit7 111006100549-phpapp02
Apchemunit7 111006100549-phpapp02Apchemunit7 111006100549-phpapp02
Apchemunit7 111006100549-phpapp02
 
Electrons in Atoms
Electrons in AtomsElectrons in Atoms
Electrons in Atoms
 
Chemistry Basic understanding for LIKE WHAT?
Chemistry Basic understanding for LIKE WHAT?Chemistry Basic understanding for LIKE WHAT?
Chemistry Basic understanding for LIKE WHAT?
 
Atomic structure
Atomic structureAtomic structure
Atomic structure
 
L3electronicstructureofatom 130906000837-
L3electronicstructureofatom 130906000837-L3electronicstructureofatom 130906000837-
L3electronicstructureofatom 130906000837-
 
12.2
12.212.2
12.2
 

Plus de Thepsatri Rajabhat University

บทที่ 1 หน่วยวัดและปริมาณทางฟิสิกส์ [2 2560]
บทที่ 1 หน่วยวัดและปริมาณทางฟิสิกส์ [2 2560]บทที่ 1 หน่วยวัดและปริมาณทางฟิสิกส์ [2 2560]
บทที่ 1 หน่วยวัดและปริมาณทางฟิสิกส์ [2 2560]Thepsatri Rajabhat University
 
กฎของ Hamilton และ Lagrange’s Equations
กฎของ Hamilton และ Lagrange’s Equationsกฎของ Hamilton และ Lagrange’s Equations
กฎของ Hamilton และ Lagrange’s EquationsThepsatri Rajabhat University
 
บทที่ 7 การเคลื่อนที่แบบหมุน
บทที่ 7 การเคลื่อนที่แบบหมุนบทที่ 7 การเคลื่อนที่แบบหมุน
บทที่ 7 การเคลื่อนที่แบบหมุนThepsatri Rajabhat University
 
บทที่ 4 งาน พลังงาน และเครื่องกลอย่างง่าย
บทที่ 4 งาน  พลังงาน  และเครื่องกลอย่างง่ายบทที่ 4 งาน  พลังงาน  และเครื่องกลอย่างง่าย
บทที่ 4 งาน พลังงาน และเครื่องกลอย่างง่ายThepsatri Rajabhat University
 
บทที่ 3 แรง มวล และกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
บทที่ 3 แรง มวล และกฎการเคลื่อนที่ของนิวตันบทที่ 3 แรง มวล และกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
บทที่ 3 แรง มวล และกฎการเคลื่อนที่ของนิวตันThepsatri Rajabhat University
 
บทที่ 2 การเคลื่อนที่ในหนึ่งมิติ
บทที่ 2 การเคลื่อนที่ในหนึ่งมิติบทที่ 2 การเคลื่อนที่ในหนึ่งมิติ
บทที่ 2 การเคลื่อนที่ในหนึ่งมิติThepsatri Rajabhat University
 
บทที่ 1 ฟิสิกส์กับการทำงานของร่างกายและชีวิตประจำวัน
บทที่ 1 ฟิสิกส์กับการทำงานของร่างกายและชีวิตประจำวันบทที่ 1 ฟิสิกส์กับการทำงานของร่างกายและชีวิตประจำวัน
บทที่ 1 ฟิสิกส์กับการทำงานของร่างกายและชีวิตประจำวันThepsatri Rajabhat University
 
บทที่ 6 โมเมนตัมและการชน
บทที่ 6 โมเมนตัมและการชนบทที่ 6 โมเมนตัมและการชน
บทที่ 6 โมเมนตัมและการชนThepsatri Rajabhat University
 
บทที่ 5 งานและพลังงาน
บทที่ 5 งานและพลังงานบทที่ 5 งานและพลังงาน
บทที่ 5 งานและพลังงานThepsatri Rajabhat University
 
บทที่ 8 ความร้อนและอุณหพลศาสตร์
บทที่ 8 ความร้อนและอุณหพลศาสตร์บทที่ 8 ความร้อนและอุณหพลศาสตร์
บทที่ 8 ความร้อนและอุณหพลศาสตร์Thepsatri Rajabhat University
 
บทที่ 7 คลื่นกลและเสียง
บทที่ 7 คลื่นกลและเสียงบทที่ 7 คลื่นกลและเสียง
บทที่ 7 คลื่นกลและเสียงThepsatri Rajabhat University
 
บทที่ 6 สมบัติของสาร
บทที่ 6 สมบัติของสารบทที่ 6 สมบัติของสาร
บทที่ 6 สมบัติของสารThepsatri Rajabhat University
 
บทที่ 4 งาน กำลัง พลังงาน และเครื่องกลอย่างง่าย
บทที่ 4 งาน กำลัง พลังงาน  และเครื่องกลอย่างง่ายบทที่ 4 งาน กำลัง พลังงาน  และเครื่องกลอย่างง่าย
บทที่ 4 งาน กำลัง พลังงาน และเครื่องกลอย่างง่ายThepsatri Rajabhat University
 
บทที่ 3 แรง และ กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
บทที่ 3 แรง และ กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันบทที่ 3 แรง และ กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
บทที่ 3 แรง และ กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันThepsatri Rajabhat University
 
บทที่ 2 การเคลื่อนที่แบบต่าง ๆ
บทที่ 2 การเคลื่อนที่แบบต่าง ๆบทที่ 2 การเคลื่อนที่แบบต่าง ๆ
บทที่ 2 การเคลื่อนที่แบบต่าง ๆThepsatri Rajabhat University
 
บทที่ 4 การเคลื่อนที่แบบต่าง ๆ
บทที่ 4 การเคลื่อนที่แบบต่าง ๆบทที่ 4 การเคลื่อนที่แบบต่าง ๆ
บทที่ 4 การเคลื่อนที่แบบต่าง ๆThepsatri Rajabhat University
 
บทที่ 3 แรง และ กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
บทที่ 3 แรง และ กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันบทที่ 3 แรง และ กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
บทที่ 3 แรง และ กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันThepsatri Rajabhat University
 
บทที่ 2 การเคลื่อนที่แนวตรง
บทที่ 2 การเคลื่อนที่แนวตรงบทที่ 2 การเคลื่อนที่แนวตรง
บทที่ 2 การเคลื่อนที่แนวตรงThepsatri Rajabhat University
 

Plus de Thepsatri Rajabhat University (20)

Timeline of atomic models
Timeline of atomic modelsTimeline of atomic models
Timeline of atomic models
 
บทที่ 1 หน่วยวัดและปริมาณทางฟิสิกส์ [2 2560]
บทที่ 1 หน่วยวัดและปริมาณทางฟิสิกส์ [2 2560]บทที่ 1 หน่วยวัดและปริมาณทางฟิสิกส์ [2 2560]
บทที่ 1 หน่วยวัดและปริมาณทางฟิสิกส์ [2 2560]
 
กฎของ Hamilton และ Lagrange’s Equations
กฎของ Hamilton และ Lagrange’s Equationsกฎของ Hamilton และ Lagrange’s Equations
กฎของ Hamilton และ Lagrange’s Equations
 
บทที่ 7 การเคลื่อนที่แบบหมุน
บทที่ 7 การเคลื่อนที่แบบหมุนบทที่ 7 การเคลื่อนที่แบบหมุน
บทที่ 7 การเคลื่อนที่แบบหมุน
 
บทที่ 4 งาน พลังงาน และเครื่องกลอย่างง่าย
บทที่ 4 งาน  พลังงาน  และเครื่องกลอย่างง่ายบทที่ 4 งาน  พลังงาน  และเครื่องกลอย่างง่าย
บทที่ 4 งาน พลังงาน และเครื่องกลอย่างง่าย
 
บทที่ 3 แรง มวล และกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
บทที่ 3 แรง มวล และกฎการเคลื่อนที่ของนิวตันบทที่ 3 แรง มวล และกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
บทที่ 3 แรง มวล และกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
 
บทที่ 2 การเคลื่อนที่ในหนึ่งมิติ
บทที่ 2 การเคลื่อนที่ในหนึ่งมิติบทที่ 2 การเคลื่อนที่ในหนึ่งมิติ
บทที่ 2 การเคลื่อนที่ในหนึ่งมิติ
 
บทที่ 1 ฟิสิกส์กับการทำงานของร่างกายและชีวิตประจำวัน
บทที่ 1 ฟิสิกส์กับการทำงานของร่างกายและชีวิตประจำวันบทที่ 1 ฟิสิกส์กับการทำงานของร่างกายและชีวิตประจำวัน
บทที่ 1 ฟิสิกส์กับการทำงานของร่างกายและชีวิตประจำวัน
 
บทที่ 6 โมเมนตัมและการชน
บทที่ 6 โมเมนตัมและการชนบทที่ 6 โมเมนตัมและการชน
บทที่ 6 โมเมนตัมและการชน
 
บทที่ 5 งานและพลังงาน
บทที่ 5 งานและพลังงานบทที่ 5 งานและพลังงาน
บทที่ 5 งานและพลังงาน
 
บทที่ 8 ความร้อนและอุณหพลศาสตร์
บทที่ 8 ความร้อนและอุณหพลศาสตร์บทที่ 8 ความร้อนและอุณหพลศาสตร์
บทที่ 8 ความร้อนและอุณหพลศาสตร์
 
บทที่ 7 คลื่นกลและเสียง
บทที่ 7 คลื่นกลและเสียงบทที่ 7 คลื่นกลและเสียง
บทที่ 7 คลื่นกลและเสียง
 
บทที่ 6 สมบัติของสาร
บทที่ 6 สมบัติของสารบทที่ 6 สมบัติของสาร
บทที่ 6 สมบัติของสาร
 
บทที่ 5 โมเมนตัม
บทที่ 5 โมเมนตัมบทที่ 5 โมเมนตัม
บทที่ 5 โมเมนตัม
 
บทที่ 4 งาน กำลัง พลังงาน และเครื่องกลอย่างง่าย
บทที่ 4 งาน กำลัง พลังงาน  และเครื่องกลอย่างง่ายบทที่ 4 งาน กำลัง พลังงาน  และเครื่องกลอย่างง่าย
บทที่ 4 งาน กำลัง พลังงาน และเครื่องกลอย่างง่าย
 
บทที่ 3 แรง และ กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
บทที่ 3 แรง และ กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันบทที่ 3 แรง และ กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
บทที่ 3 แรง และ กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
 
บทที่ 2 การเคลื่อนที่แบบต่าง ๆ
บทที่ 2 การเคลื่อนที่แบบต่าง ๆบทที่ 2 การเคลื่อนที่แบบต่าง ๆ
บทที่ 2 การเคลื่อนที่แบบต่าง ๆ
 
บทที่ 4 การเคลื่อนที่แบบต่าง ๆ
บทที่ 4 การเคลื่อนที่แบบต่าง ๆบทที่ 4 การเคลื่อนที่แบบต่าง ๆ
บทที่ 4 การเคลื่อนที่แบบต่าง ๆ
 
บทที่ 3 แรง และ กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
บทที่ 3 แรง และ กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันบทที่ 3 แรง และ กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
บทที่ 3 แรง และ กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
 
บทที่ 2 การเคลื่อนที่แนวตรง
บทที่ 2 การเคลื่อนที่แนวตรงบทที่ 2 การเคลื่อนที่แนวตรง
บทที่ 2 การเคลื่อนที่แนวตรง
 

Dernier

Karra SKD Conference Presentation Revised.pptx
Karra SKD Conference Presentation Revised.pptxKarra SKD Conference Presentation Revised.pptx
Karra SKD Conference Presentation Revised.pptxAshokKarra1
 
THEORIES OF ORGANIZATION-PUBLIC ADMINISTRATION
THEORIES OF ORGANIZATION-PUBLIC ADMINISTRATIONTHEORIES OF ORGANIZATION-PUBLIC ADMINISTRATION
THEORIES OF ORGANIZATION-PUBLIC ADMINISTRATIONHumphrey A Beña
 
MULTIDISCIPLINRY NATURE OF THE ENVIRONMENTAL STUDIES.pptx
MULTIDISCIPLINRY NATURE OF THE ENVIRONMENTAL STUDIES.pptxMULTIDISCIPLINRY NATURE OF THE ENVIRONMENTAL STUDIES.pptx
MULTIDISCIPLINRY NATURE OF THE ENVIRONMENTAL STUDIES.pptxAnupkumar Sharma
 
ISYU TUNGKOL SA SEKSWLADIDA (ISSUE ABOUT SEXUALITY
ISYU TUNGKOL SA SEKSWLADIDA (ISSUE ABOUT SEXUALITYISYU TUNGKOL SA SEKSWLADIDA (ISSUE ABOUT SEXUALITY
ISYU TUNGKOL SA SEKSWLADIDA (ISSUE ABOUT SEXUALITYKayeClaireEstoconing
 
HỌC TỐT TIẾNG ANH 11 THEO CHƯƠNG TRÌNH GLOBAL SUCCESS ĐÁP ÁN CHI TIẾT - CẢ NĂ...
HỌC TỐT TIẾNG ANH 11 THEO CHƯƠNG TRÌNH GLOBAL SUCCESS ĐÁP ÁN CHI TIẾT - CẢ NĂ...HỌC TỐT TIẾNG ANH 11 THEO CHƯƠNG TRÌNH GLOBAL SUCCESS ĐÁP ÁN CHI TIẾT - CẢ NĂ...
HỌC TỐT TIẾNG ANH 11 THEO CHƯƠNG TRÌNH GLOBAL SUCCESS ĐÁP ÁN CHI TIẾT - CẢ NĂ...Nguyen Thanh Tu Collection
 
Like-prefer-love -hate+verb+ing & silent letters & citizenship text.pdf
Like-prefer-love -hate+verb+ing & silent letters & citizenship text.pdfLike-prefer-love -hate+verb+ing & silent letters & citizenship text.pdf
Like-prefer-love -hate+verb+ing & silent letters & citizenship text.pdfMr Bounab Samir
 
Earth Day Presentation wow hello nice great
Earth Day Presentation wow hello nice greatEarth Day Presentation wow hello nice great
Earth Day Presentation wow hello nice greatYousafMalik24
 
INTRODUCTION TO CATHOLIC CHRISTOLOGY.pptx
INTRODUCTION TO CATHOLIC CHRISTOLOGY.pptxINTRODUCTION TO CATHOLIC CHRISTOLOGY.pptx
INTRODUCTION TO CATHOLIC CHRISTOLOGY.pptxHumphrey A Beña
 
Incoming and Outgoing Shipments in 3 STEPS Using Odoo 17
Incoming and Outgoing Shipments in 3 STEPS Using Odoo 17Incoming and Outgoing Shipments in 3 STEPS Using Odoo 17
Incoming and Outgoing Shipments in 3 STEPS Using Odoo 17Celine George
 
ECONOMIC CONTEXT - LONG FORM TV DRAMA - PPT
ECONOMIC CONTEXT - LONG FORM TV DRAMA - PPTECONOMIC CONTEXT - LONG FORM TV DRAMA - PPT
ECONOMIC CONTEXT - LONG FORM TV DRAMA - PPTiammrhaywood
 
Proudly South Africa powerpoint Thorisha.pptx
Proudly South Africa powerpoint Thorisha.pptxProudly South Africa powerpoint Thorisha.pptx
Proudly South Africa powerpoint Thorisha.pptxthorishapillay1
 
Computed Fields and api Depends in the Odoo 17
Computed Fields and api Depends in the Odoo 17Computed Fields and api Depends in the Odoo 17
Computed Fields and api Depends in the Odoo 17Celine George
 
Difference Between Search & Browse Methods in Odoo 17
Difference Between Search & Browse Methods in Odoo 17Difference Between Search & Browse Methods in Odoo 17
Difference Between Search & Browse Methods in Odoo 17Celine George
 
Influencing policy (training slides from Fast Track Impact)
Influencing policy (training slides from Fast Track Impact)Influencing policy (training slides from Fast Track Impact)
Influencing policy (training slides from Fast Track Impact)Mark Reed
 
Science 7 Quarter 4 Module 2: Natural Resources.pptx
Science 7 Quarter 4 Module 2: Natural Resources.pptxScience 7 Quarter 4 Module 2: Natural Resources.pptx
Science 7 Quarter 4 Module 2: Natural Resources.pptxMaryGraceBautista27
 
Q4 English4 Week3 PPT Melcnmg-based.pptx
Q4 English4 Week3 PPT Melcnmg-based.pptxQ4 English4 Week3 PPT Melcnmg-based.pptx
Q4 English4 Week3 PPT Melcnmg-based.pptxnelietumpap1
 
ANG SEKTOR NG agrikultura.pptx QUARTER 4
ANG SEKTOR NG agrikultura.pptx QUARTER 4ANG SEKTOR NG agrikultura.pptx QUARTER 4
ANG SEKTOR NG agrikultura.pptx QUARTER 4MiaBumagat1
 
Procuring digital preservation CAN be quick and painless with our new dynamic...
Procuring digital preservation CAN be quick and painless with our new dynamic...Procuring digital preservation CAN be quick and painless with our new dynamic...
Procuring digital preservation CAN be quick and painless with our new dynamic...Jisc
 
Barangay Council for the Protection of Children (BCPC) Orientation.pptx
Barangay Council for the Protection of Children (BCPC) Orientation.pptxBarangay Council for the Protection of Children (BCPC) Orientation.pptx
Barangay Council for the Protection of Children (BCPC) Orientation.pptxCarlos105
 

Dernier (20)

Karra SKD Conference Presentation Revised.pptx
Karra SKD Conference Presentation Revised.pptxKarra SKD Conference Presentation Revised.pptx
Karra SKD Conference Presentation Revised.pptx
 
THEORIES OF ORGANIZATION-PUBLIC ADMINISTRATION
THEORIES OF ORGANIZATION-PUBLIC ADMINISTRATIONTHEORIES OF ORGANIZATION-PUBLIC ADMINISTRATION
THEORIES OF ORGANIZATION-PUBLIC ADMINISTRATION
 
MULTIDISCIPLINRY NATURE OF THE ENVIRONMENTAL STUDIES.pptx
MULTIDISCIPLINRY NATURE OF THE ENVIRONMENTAL STUDIES.pptxMULTIDISCIPLINRY NATURE OF THE ENVIRONMENTAL STUDIES.pptx
MULTIDISCIPLINRY NATURE OF THE ENVIRONMENTAL STUDIES.pptx
 
ISYU TUNGKOL SA SEKSWLADIDA (ISSUE ABOUT SEXUALITY
ISYU TUNGKOL SA SEKSWLADIDA (ISSUE ABOUT SEXUALITYISYU TUNGKOL SA SEKSWLADIDA (ISSUE ABOUT SEXUALITY
ISYU TUNGKOL SA SEKSWLADIDA (ISSUE ABOUT SEXUALITY
 
HỌC TỐT TIẾNG ANH 11 THEO CHƯƠNG TRÌNH GLOBAL SUCCESS ĐÁP ÁN CHI TIẾT - CẢ NĂ...
HỌC TỐT TIẾNG ANH 11 THEO CHƯƠNG TRÌNH GLOBAL SUCCESS ĐÁP ÁN CHI TIẾT - CẢ NĂ...HỌC TỐT TIẾNG ANH 11 THEO CHƯƠNG TRÌNH GLOBAL SUCCESS ĐÁP ÁN CHI TIẾT - CẢ NĂ...
HỌC TỐT TIẾNG ANH 11 THEO CHƯƠNG TRÌNH GLOBAL SUCCESS ĐÁP ÁN CHI TIẾT - CẢ NĂ...
 
Like-prefer-love -hate+verb+ing & silent letters & citizenship text.pdf
Like-prefer-love -hate+verb+ing & silent letters & citizenship text.pdfLike-prefer-love -hate+verb+ing & silent letters & citizenship text.pdf
Like-prefer-love -hate+verb+ing & silent letters & citizenship text.pdf
 
Earth Day Presentation wow hello nice great
Earth Day Presentation wow hello nice greatEarth Day Presentation wow hello nice great
Earth Day Presentation wow hello nice great
 
INTRODUCTION TO CATHOLIC CHRISTOLOGY.pptx
INTRODUCTION TO CATHOLIC CHRISTOLOGY.pptxINTRODUCTION TO CATHOLIC CHRISTOLOGY.pptx
INTRODUCTION TO CATHOLIC CHRISTOLOGY.pptx
 
LEFT_ON_C'N_ PRELIMS_EL_DORADO_2024.pptx
LEFT_ON_C'N_ PRELIMS_EL_DORADO_2024.pptxLEFT_ON_C'N_ PRELIMS_EL_DORADO_2024.pptx
LEFT_ON_C'N_ PRELIMS_EL_DORADO_2024.pptx
 
Incoming and Outgoing Shipments in 3 STEPS Using Odoo 17
Incoming and Outgoing Shipments in 3 STEPS Using Odoo 17Incoming and Outgoing Shipments in 3 STEPS Using Odoo 17
Incoming and Outgoing Shipments in 3 STEPS Using Odoo 17
 
ECONOMIC CONTEXT - LONG FORM TV DRAMA - PPT
ECONOMIC CONTEXT - LONG FORM TV DRAMA - PPTECONOMIC CONTEXT - LONG FORM TV DRAMA - PPT
ECONOMIC CONTEXT - LONG FORM TV DRAMA - PPT
 
Proudly South Africa powerpoint Thorisha.pptx
Proudly South Africa powerpoint Thorisha.pptxProudly South Africa powerpoint Thorisha.pptx
Proudly South Africa powerpoint Thorisha.pptx
 
Computed Fields and api Depends in the Odoo 17
Computed Fields and api Depends in the Odoo 17Computed Fields and api Depends in the Odoo 17
Computed Fields and api Depends in the Odoo 17
 
Difference Between Search & Browse Methods in Odoo 17
Difference Between Search & Browse Methods in Odoo 17Difference Between Search & Browse Methods in Odoo 17
Difference Between Search & Browse Methods in Odoo 17
 
Influencing policy (training slides from Fast Track Impact)
Influencing policy (training slides from Fast Track Impact)Influencing policy (training slides from Fast Track Impact)
Influencing policy (training slides from Fast Track Impact)
 
Science 7 Quarter 4 Module 2: Natural Resources.pptx
Science 7 Quarter 4 Module 2: Natural Resources.pptxScience 7 Quarter 4 Module 2: Natural Resources.pptx
Science 7 Quarter 4 Module 2: Natural Resources.pptx
 
Q4 English4 Week3 PPT Melcnmg-based.pptx
Q4 English4 Week3 PPT Melcnmg-based.pptxQ4 English4 Week3 PPT Melcnmg-based.pptx
Q4 English4 Week3 PPT Melcnmg-based.pptx
 
ANG SEKTOR NG agrikultura.pptx QUARTER 4
ANG SEKTOR NG agrikultura.pptx QUARTER 4ANG SEKTOR NG agrikultura.pptx QUARTER 4
ANG SEKTOR NG agrikultura.pptx QUARTER 4
 
Procuring digital preservation CAN be quick and painless with our new dynamic...
Procuring digital preservation CAN be quick and painless with our new dynamic...Procuring digital preservation CAN be quick and painless with our new dynamic...
Procuring digital preservation CAN be quick and painless with our new dynamic...
 
Barangay Council for the Protection of Children (BCPC) Orientation.pptx
Barangay Council for the Protection of Children (BCPC) Orientation.pptxBarangay Council for the Protection of Children (BCPC) Orientation.pptx
Barangay Council for the Protection of Children (BCPC) Orientation.pptx
 

CHAPTER 4 Structure of the Atom

  • 1.  4.1 The Atomic Models of Thomson and Rutherford  4.2 Rutherford Scattering  4.3 The Classic Atomic Model  4.4 The Bohr Model of the Hydrogen Atom  4.5 Successes and Failures of the Bohr Model  4.6 Characteristic X-Ray Spectra and Atomic Number  4.7 Atomic Excitation by Electrons CHAPTER 4 Structure of the AtomStructure of the Atom In the present first part of the paper the mechanism of the binding of electrons by a positive nucleus is discussed in relation to Planck’s theory. It will be shown that it is possible from the point of view taken to account in a simple way for the law of the line spectrum of hydrogen. - Niels Bohr, 1913
  • 2. Structure of the Atom Pieces of evidence that scientists had in 1900 to indicate that the atom was not a fundamental unit: 1) There seemed to be too many kinds of atoms, each belonging to a distinct chemical element. 2) Atoms and electromagnetic phenomena were intimately related. 3) The problem of valence. Certain elements combine with some elements but not with others, a characteristic that hinted at an internal atomic structure. 4) The discoveries of radioactivity, of x rays, and of the electron.
  • 3.  Thomson’s “plum-pudding” model of the atom had the positive charges spread uniformly throughout a sphere the size of the atom, with electrons embedded in the uniform background.  In Thomson’s view, when the atom was heated, the electrons could vibrate about their equilibrium positions, thus producing electromagnetic radiation. Thomson’s Atomic Model
  • 4. Experiments of Geiger and Marsden  Rutherford, Geiger, and Marsden conceived a new technique for investigating the structure of matter by scattering α particles from atoms.  Geiger showed that many α particles were scattered from thin gold-leaf targets at backward angles greater than 90°.
  • 5. Example 4.1  The maximum scattering angle corresponding to the maximum momentum change.  Maximum momentum change of the α particle is or  Determine θ by letting Δpmax be perpendicular to the direction of motion.
  • 6.  If an α particle were scattered by many electrons and N electrons results in .  The number of atoms across the thin gold layer of 6 × 10−7 m:  Assume the distance between atoms is and there are . That gives . Multiple Scattering from Electrons
  • 7.  even if the α particle scattered from all 79 electrons in each atom of gold. The experimental results were not consistent with Thomson’s atomic model.  Rutherford proposed that an atom has a positively charged core (nucleus) surrounded by the negative electrons. Rutherford’s Atomic Model
  • 8.  Scattering experiments help us study matter too small to be observed directly.  There is a relationship between the impact parameter b and the scattering angle θ. When b is small, r gets small. Coulomb force gets large. θ can be large and the particle can be repelled backward. 4.2: Rutherford Scattering
  • 9.  Any particle inside the circle of area πb0 2 will be similarly scattered.  The cross section σ = πb2 is related to the probability for a particle being scattered by a nucleus.  The fraction of incident particles scattered is  The number of scattering nuclei per unit area . Rutherford Scattering
  • 10.  In actual experiment a detector is positioned from θ to θ + dθ that corresponds to incident particles between b and b + db.  The number of particles scattered per unit area is Rutherford Scattering Equation
  • 11. 4.3: The Classical Atomic Model Let’s consider atoms as a planetary model.  The force of attraction on the electron by the nucleus and Newton’s 2nd law give where v is the tangential velocity of the electron.  The total energy is
  • 12. The Planetary Model is Doomed  From classical E&M theory, an accelerated electric charge radiates energy (electromagnetic radiation) which means total energy must decrease. Radius r must decrease!! Electron crashes into the nucleus!?  Physics had reached a turning point in 1900 with Planck’s hypothesis of the quantum behavior of radiation.
  • 13. 4.4: The Bohr Model of the Hydrogen Atom Bohr’s general assumptions: 1) “Stationary states” (orbiting electrons do not radiate energy) exist in atoms. 2) E = E1 − E2 = hf 3) Classical laws of physics do not apply to transitions between stationary states. 4) The mean kinetic energy of the electron-nucleus system is K = nhforb/2, where forb is the frequency of rotation.
  • 14. Bohr Radius  The diameter of the hydrogen atom for stationary states is Where the Bohr radius is given by  The smallest diameter of the hydrogen atom is  n = 1 gives its lowest energy state (called the “ground” state)
  • 15. The Hydrogen Atom  The energies of the stationary states where E0 = 13.6 eV.  Emission of light occurs when the atom is in an excited state and decays to a lower energy state (nu → nℓ). where f is the frequency of a photon. R∞ is the Rydberg constant.
  • 16. Transitions in the Hydrogen Atom Lyman series The atom will remain in the excited state for a short time before emitting a photon and returning to a lower stationary state. All hydrogen atoms exist in n = 1 (invisible). Balmer series When sunlight passes through the atmosphere, hydrogen atoms in water vapor absorb the wavelengths (visible).
  • 17. Fine Structure Constant  The electron’s velocity in the Bohr model:  On the ground state, v1 = 2.2 × 106 m/s ~ less than 1% of the speed of light.  The ratio of v1 to c is the fine structure constant.
  • 18. The Correspondence Principle Need a principle to relate the new modern results with classical ones. Classical electrodynamics Bohr’s atomic model Determine the properties of radiation Bohr’s correspondence principle In the limits where classical and quantum theories should agree, the quantum theory must reduce the classical result. +
  • 19. The Correspondence Principle  The frequency of the radiation emitted fclassical is equal to the orbital frequency forb of the electron around the nucleus.  The frequency of the transition from n + 1 to n is  For large n, Substitute E0:
  • 20. 4.5: Successes and Failures of the Bohr Model  The electron and hydrogen nucleus actually revolved about their mutual center of mass.  The electron mass is replaced by its reduced mass.  The Rydberg constant for infinite nuclear mass is replaced by R.
  • 21. Limitations of the Bohr Model The Bohr model was a great step of the new quantum theory, but it had its limitations. 1) Works only to single-electron atoms. 2) Could not account for the intensities or the fine structure of the spectral lines. 3) Could not explain the binding of atoms into molecules.
  • 22. 4.6: Characteristic X-Ray Spectra and Atomic Number  Shells have letter names: K shell for n = 1 L shell for n = 2  The atom is most stable in its ground state.  When it occurs in a heavy atom, the radiation emitted is an x ray.  It has the energy E (x ray) = Eu − Eℓ. An electron from higher shells will fill the inner- shell vacancy at lower energy.
  • 23. Atomic Number L shell to K shell Kα x ray M shell to K shell Kβ x ray  Atomic number Z = number of protons in the nucleus.  Moseley found a relationship between the frequencies of the characteristic x ray and Z. This holds for the Kα x ray.
  • 24. Moseley’s Empirical Results  The x ray is produced from n = 2 to n = 1 transition.  In general, the K series of x ray wavelengths are Moseley’s research clarified the importance of the electron shells for all the elements, not just for hydrogen.
  • 25. 4.7: Atomic Excitation by Electrons  Franck and Hertz studied the phenomenon of ionization. Accelerating voltage is below 5 V. electrons did not lose energy. Accelerating voltage is above 5 V. sudden drop in the current.
  • 26. Atomic Excitation by Electrons  Ground state has E0 to be zero. First excited state has E1. The energy difference E1 − 0 = E1 is the excitation energy.  Hg has an excitation energy of 4.88 eV in the first excited state  No energy can be transferred to Hg below 4.88 eV because not enough energy is available to excite an electron to the next energy level  Above 4.88 eV, the current drops because scattered electrons no longer reach the collector until the accelerating voltage reaches 9.8 eV and so on.