|
|
|
|
|
|
|
|
โครงสร้างอะตอม
"ไม่มีใครรู้ว่าถ้าไม่มีนีลส์
บอร์ แล้ว เราจะรู้เกี่ยวกับเรื่องของอะตอมได้อย่างไร"
นี้คือคำกล่าวของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์
|
|||
|
วิทยาศาสตร์วาทะ
ดีโมครีตัสกล่าวว่าทุกสิ่งทุกอย่างประกอบขึ้นจาก อนุภาคที่เล็กมาก เล็กมากจนไม่สามารถมองเห็นได้ อนุภาคเล็กๆเหล่านี้จะรวมพวกเข้าด้วยกันโดยวิธิการต่างๆ สำหรับอนุภาคเองนั้นไม่มีการเปลี่ยนแปลงและไม่สามารถจะแตกแยกออกเป็นชิ้นส่วนที่เล็กลงไปอีกได้ ดีโมครีตัสตั้งชื่ออนุภาคนี้ว่า "อะตอม (Atom)" จากภาษากรีกที่ว่า atoms ซึ่งมีความหมายว่า "ไม่สามารถแบ่งแยกได้อีก" ตามความคิดเห็นของเขา อะตอมเป็นชิ้นส่วนที่เล็กที่สุดของสสารที่สามารถจะคงอยู่ได้
|
|||
|
ธาตุ ธาตุคืออะไร ธาตุคือ สารซึ่งประกอบด้วยอะตอมชนิดเดียวกัน มีธาตุที่ค้นพบแล้ว 109 ธาตุ เป็นธาตุที่อยู่ในธรรมชาติ 89 ธาตุ นอกจากนี้เป็นธาตุที่สังเคราะห์ขึ้น มีธาตุบางชนิดที่ไม่ค่อยจะทำปฏิกิริยา เช่นทองคำที่เกิดจากธาตุบริสุทธิ์ แต่ธาตุส่วนมากมักเกิดกับรูปสารประกอบกับธาตุอื่นๆ | ||||
|
||||
|
หลังจากมีการค้นพบว่า อิเล็กตรอนเป็นองค์ประกอบหนึ่งของอะตอม ทำให้ขัดแย้งกับทฤษฎีอะตอมในอดีตที่เข้าใจว่า อะตอมแบ่งแยกไม่ได้ ดังนั้น นักฟิสิกส์จึงได้เสนอแนวความคิดเกี่ยวกับแบบจำลองของอะตอมขึ้นมา เรียงตามความเชื่อถือดังนี้
|
|
1.
เออร์เนส รัทเธอร์ฟอร์ด (Ernest
Rutherford)
รัธเธอร์ฟอร์ด เป็นชาวนิวซีแลนด์ บิดาของเขาเป็นชาวสก๊อต มีอาชีพเป็นเกษตรทำไร่ป่าน มารดาเป็นครูสอนนักเรียนแห่งหนึ่งในนิวซีแลนด์ เขาเป็นคนฉลาดหลักแหลม คลิกครับอ่านต่อ |
22 มกราคม ทอมสัน (William Thompson ) นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ เขียนจดหมายถึงเฮล์มโฮลท์ซ (Hermann Helmholtz) เมื่อวันนี้ของปี ค.ศ. 1867 เสนอแบบจำลองของโครงสร้างอะตอม ตามแนวคิดของเขาทำให้เกิดการวิพากษ์วิจารณ์กันอย่างกว้างขวางในวงการวิทยาศาสตร์ ทอมสันผู้นี้ต่อมาก็คือ ลอร์ด เคลวิน (Lord Kelvin) นั่นเอง แบบจำลองอะตอมของเขาได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางเป็นเวลาร่วม 20 ปี กว่าที่จะมีทฤษฎีใหม่มาแทน
|
ขอบคุณที่ท่านให้ความสนใจฟิสิกส์...ครับ
ประเจียด ปฐมภาค ผู้จัดทำ
หนังสืออิเล็กทรอนิกส์
|
ฟิสิกส์อะตอม 1. บทนำ 3. ความเจริญของวิชาไฟฟ้าและไฟฟ้าแม่เหล็ก
5. สเปกตรัมของแสงและสเปกตรัมของอะตอม
|
6. การแผ่รังสีของวัตถุดำและทฤษฎีควอนตัมเบื้องต้น
10. แบบจำลองอะตอม
11. ทฤษฎีทวิภาพของคลื่นและอนุภาค 12. กลศาสตร์ควอนตัม
|
| นำมาจาก ฟิสิกส์อะตอม ของ ผศ. อดิชาติ บ้วนกียาพันธุ์ ฟิสิกส์ราชมงคลขอขอบคุณครับ | |
หนังสืออิเล็กทรอนิกส์
จากการศึกษาและทดลองต่างๆ พอที่จะสรุปเกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอมได้ว่า ทุกอะตอมประกอบด้วยอนุภาคที่สำคัญคือ โปรตรอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน โดยมีโปรตรอนกับนิวตรอนอยู่ภายในนิวเคลียส นิวเคลียสนี้จะครอบครองเนื้อที่ภายในอะตอมเพียงเล็กน้อยและมีอิเล็กตรอนวิ่งรอบๆนิวเคลียสด้วยความเร็วสูงคล้ายกับมีกลุ่มประจุลบปกคลุมอยู่โดยรอบ
| อนุภาค | ประจุ(หน่วย) | ประจุ(C) | มวล(g) | มวล(amu) |
| อิเล็กตรอน | -1 | 1.6 x 10-19 | 0.000549 | 9.1096 x 10-28 |
| โปรตรอน | +1 | 1.6 x 10-19 | 1.007277 | 1.6726 x 10-24 |
| นิวตรอน | 0 | 0 | 1.008665 | 1.6749 x 10-24 |
จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสเรียกว่า 
(atomic number,
Z)
ผลบวกของจำนวนโปรตอนกับนิวตรอนเรียกว่า 
(mass number, A)
โดยที่ N เป็นจำนวนนิวตรอน
(เลขเชิงมวลจะเป็นจำนวนเต็มและมีค่าใกล้เคียงกับมวลของอะตอม)
เขียน
(A)ไว้ข้างบนด้านซ้ายของสัญลักษณ์ธาตุ
เขียน
(Z)ไว้ข้างล่างด้านซ้ายของสัญลักษณ์ธาตุ
การทดลองเรื่องการจัดเรียงอิเล็กตรอนในอะตอม คลิกครับ
ในห้องทดลองเสมือนนี้ คุณสามารถจัดเรียงอิเล็กตรอนในวงโคจรของอะตอมได้ โดยเริ่มต้นที่ ไฮโดรเจน H (z=1) ให้ลากตัวสไลด์ เปลี่ยนจำนวนอิเล็กตรอน หรือใช้ลูกศรขึ้นและลงของคีย์บอร์ดก็ได้
คุณสามารถทดลองบนหน้านี้ได้
โดยใช้เมาส์คลิกที่ลูกศรสีเขียวครับ 
การทดลองของรัทเทอร์ฟอร์ด
เลื่อนดีเทคเตอร์ไปที่ตำแหน่ง 1 อธิบายว่ามีอะไรเกิดขึ้น ________________
เลื่อนดีเทคเตอร์ไปที่ตำแหน่ง 2 อธิบายว่ามีอะไรเกิดขึ้น ________________
เลื่อนดีเทคเตอร์ไปที่ตำแหน่ง 3 อธิบายว่ามีอะไรเกิดขึ้น ________________
เลื่อนดีเทคเตอร์ไปที่ตำแหน่ง 4 อธิบายว่ามีอะไรเกิดขึ้น ________________
เลื่อนดีเทคเตอร์ไปที่ตำแหน่ง 5 อธิบายว่ามีอะไรเกิดขึ้น ________________
กดที่ลูกศร คุณจะได้เห็นการยิงอิเล็กตรอน ของ นาย Joseph John Thompson
ในห้องทดลองนี้ คุณสามารถเรียนรู้ทำความเข้าใจ อะตอมของไฮโดรเจน โดยใช้ทฤษฎีของบอร์
ให้คุณเลือกระดับพลังงานที่อิเล็กตรอนจะกระโดด เมื่อคุณคลิกวงโคจรของอิเล็กตรอน มันจะกระโดดมายังชั้นที่คุณเลือก แสดงด้วยลูกศร และบอกขนาดของพลังงาน
แถบสีดำด้านบน แสดงเส้นของสเปคตรัม ค่าความยาวคลื่นในช่วง 0 ถึง 2000 nm (ช่วงความยาวคลื่นที่ตามองเห็นได้อยู่ระหว่าง 400 ถึง 650 nm) ดังนั้นถ้าการเปลี่ยนระดับพลังงาน อยู่ในช่วงความยาวคลื่น 0 ถึง 2000 nm จะมีเส้นปรากฎในแถบสเปคตรัม และถ้าอยู่ในช่วงคลื่นที่ตามองเห็น จะมีสีปรากฎขึ้นด้วย
ใบบันทึกผลการทดลอง
ทดสอบอนุกรมบาล์มเมอร์ (Balmer series) อิเล็กตรอน จะเปลี่ยนระดับพลังงานจาก ni = 3 ,4,5,6,7 ลงมาชั้นที่ nf = 2
คลิกเข้าสู่การทดลอง|
หลักการทำงานของแผ่นซีดี แผ่นซีดีทั่วไปสามารถเก็บข้อมูลได้นาน 74 นาที มีความจุต่อแผ่น 780 ล้านไบต์ หรือ 780 ล้านตัวอักษร บนแผ่นซีดี เส้นผ่าศูนย์กลางขนาด 4.8 นิ้ว (12 เซนติเมตร) แผ่นซีดี ทำด้วยแผ่นพลาสติก ธรรมดา มีความหนา 4/100 นิ้ว หรือ 1.2 มิลลิเมตร การผลิตแผ่นซีดีมีอยู่หลายประเภท ถ้าผลิตที่บ้านใช้เครื่องบันทึกแผ่นซีดี แบบ 2000 กว่าบาทมา มีหลักการง่าย ซึ่งเราจะอธิบายกันในโอกาศต่อไป แต่ที่เราจะพูดกันต่อไปนี้ เป็นการผลิตแผ่นซีดีแบบการค้าที่ผลิตทีจำนวนมากๆ แผ่นแม่แบบ จะถูกบันทึกด้วยเครื่องบันทึก โดยการเรียงข้อมูลภายในแผ่นเป็นรูปขดวง ข้อมูลจะมีลักษณะเป็นเนินขึ้นมา (เฉพาะแผ่นต้นแบบ) เนินเหล่านี้คือข้อมูลทางดิจิตอล แผ่นแม่แบบจะทำด้วยวัสดุที่แข็งมากเช่น พวกโลหะ เมื่อนำไปปั๊มลงบนแผ่นพลาสติก ซึ่งเป็นแผ่นลูก จากเนินบนแผ่นแม่แบบ ก็จะกลายเป็นหลุมบนแผ่นลูก เมื่อเสร็จขั้นตอนการปั๊มแล้ว ก็จะเคลือบอลูมิเนียมเป็นฟิลม์บางๆอยู่บนแผ่นพลาสติกอีกที และเคลือบด้วย Acrylic อีกชั้นเพื่อกันรอยขีดข่วน
|
เครื่องเขียนซีดีทำงานอย่างไร ข้อมูลบนแผ่นซีดี จะมีรูปร่างขดเป็นวง โดยเริ่มขดจากภายใน (ไม่ใช่จุดศูนย์กลาง) ออกมาภายนอก ที่ไม่ได้เริ่มที่จุดศูนย์กลางก็เพราะจะต้องเจาะเป็นรูไว้ ให้มอเตอร์จับแผ่นและสามารถหมุนแผ่นไปได้ จึงทำให้เนื้อที่การเก็บลดลงจาก 783 ล้านไบต์ เหลือเพียง 700 ล้านไบต์ หรืออาจจะน้อยกว่านั้นก็ได้
ยิ่งพวกการ์ดซีดี (แผ่นสี่เหลี่ยมขนาดเท่ากับการ์ด เอทีเอ็ม) เคยมีขายกันใน เซเว่นอีเลเว่น พวกการ์ดพวกนี้จะบันทึกเพลงได้ประมาณ 1 เพลง เวลาจะฟัง ให้ใส่การ์ดลงไปในช่องเล่นแผ่นซีดี เหมือนกับการเล่นแผ่นซีดีทุกประการ ปกติแผ่นการ์ดพวกนี้จะมีความจุประมาณ 2 ล้านไบต์ เพราะมันมีลักษณะเป็นสี่เหลี่ยมจึงมีวงได้น้อยกว่าแผ่นวงกลมนั่นเอง
จุดที่ติดตั้งหัวเลเซอร์เขียน และอ่าน หัวเลเซอร์ที่ใช้เขียน จะเคลื่อนที่ไปพร้อมกับหัวเลเซอร์อ่าน คือเคลื่อนที่ไปในแนวรัศมีของแผ่นขณะที่แผ่นกำลังหมุน เพราะว่าแผ่นจะมีความเร็วไม่เท่ากันตลอดแนวรัศมี จึงต้องมีการปรับแต่งความเร็วของการหมุน ซึ่งจะทำให้หัวเลเซอร์วิ่งอยู่บนแผ่นที่หมุนด้วยความเร็วคงที่หนึ่งได้ ทำให้การบันทึกข้อมูลค่อนข้างชัวว์ อ่านต่อครับ |
ของ ดร.ชัยวัฒน์ เจนวาณิชย์
|
แผ่นใสเรื่องโครงสร้างอะตอม |
|
มีทั้งหมด 8 ชุดเรียงอย่างต่อเนื่อง |
 |
ชุดที่ 1 แบบจำลองของนักวิทยาศาสตร์ต่างๆ คลิกครับ |
|
|
ชุดที่ 2 วงโคจรของอิเล็กตรอน คลิกครับ |
|
|
ชุดที่ 3 ปรากฎการณ์โฟโตอิเล็กตริก คลิกครับ |
|
|
ชุดที่ 4 โมเมนตัมของแสง คลิกครับ |
|
|
ชุดที่ 5 เลขควอนตัม คลิกครับ |
|
|
ชุดที่ 6 บรรจุอิเล็กตรอนในออร์บิทัล คลิกครับ |
|
|
ชุดที่ 7 เลขอะตอมมิก คลิกครับ |
|
|
ชุดที่ 8 ใจกลางเครื่องปฏิกรณ์ คลิกครับ |
|
แผ่นใสเรื่อง Physics of the atom ของ Dr. Rachen Ratanarojanakul
จำนวน 43 แผ่น ฟิสิกส์ราชมงคลขอขอบคุณมากครับ
|
แผ่นใสแบบ Powerpoint เรื่อง Bohr Theory of the Atom จำนวน 65 แผ่น
|
|
แผ่นใสแบบ PDF เรื่อง โครงสร้างอะตอม จำนวน 48 แผ่น
|
แผ่นใส Powerpoint
|
 การพุ่งทะลุของรังสี เอกซ์ |
 สร้างรังสีเอกส์ได้อย่างไร |
ภาพเอ็กซเรย์ภาพแรก |
Wilhelm Contad Roentgen(1845-1923) |
เลเซอร์ลำแสงที่มีระเบียบ
|
|
x-ray หัวใจของเครื่องกำเนิดรังสีเอ็กซ์ คือหลอดสูญญากาศ ภายในทำด้วยขั้วไฟฟ้า 2 ขั้ว ขั้วหนึ่งคือ ขั้วแคโทด อีกขั้วหนึ่งคือขั้วแอโนด
ขั้วแคโทดทำเป็นเส้นลวดเหมือนเส้นลวดของหลอดไฟ
เมื่อใส่กระแสไฟฟ้าผ่านเข้าเส้นลวดนี้ มันจะร้อน และปลดปล่อยอิเล็กตรอนออกมา
ส่วนขั้วแอโนดเป็นขั้วบวกทำด้วยแผ่นโลหะทังสเตนหมุนด้วยมอเตอร์
ขั้วบวกจะมีแรงทางไฟฟ้าดูดอิเล็กตรอนที่เป็นประจุลบวิ่งเข้าหา 
|
|
|
Wilhelm Conrad Rontgen วิลเฮล์ม คอนราด เรินต์เกน วิลเฮล์ม คอนราด เรินต์เกน Wilhelm Conrad Rontgen ค.ศ. 1845-1923 เรินต์เกนเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่ประสบความสำเร็จในงานของเขามานานแล้ว
ก่อนที่จะมาค้นพบรังสีเอ็กซ์ เขาเป็นศาสตราจารย์สาขาฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยวูซเบิกร์ก
ในประเทศเยอรมันตั้งแต่ปี ค.ศ. 1888 และมีงานวิจัยหลายด้าน
แต่ไม่ได้รู้จักอย่างกว้างขวางจนเมื่อวันที่ 28 ธันวาคม 1895
เมื่อเขาเปิดเผยการค้นพบที่น่าตื่นเต้นจนทำให้เขาได้รับการจดจำจวบจนทุกวันนี้
ผู้เขียน Jon Balchin ผู้แปล ผศ. ดร. จารนัย พานิชกุล PDF |
|
|
นิวตรอน อะตอมมีขนาดเล็กมาก ในยุคแรกเชื่อว่า อะตอมมีลักษณะเหมือนก้อนเค๊ก ต่อมารัทเธอร์ฟอร์ดได้เปลี่ยนลักษณะของอะตอมใหม่ โดยมีแกนกลางของคือนิวเคลียสอยู่ภายในอะตอม และภายในนิวเคลียส ประกอบด้วยโปรตรอน การค้นพบสำคัญยิ่งของโลกมาจากแชดวิด ที่ค้นพบว่า ภายในนิวเคลียสยังมีอนุภาคอีกชนิดหนึ่งนั่นคือนิวตรอน ปี 1939 นิวตรอนถูกนำไปใช้ทำกระสุนสำหรับระเบิดนิวเคลียร์ คลิกครับ
|
|
|
ต้นกำเนิดของแสงเลเซอร์ นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน นาย Theodore maiman ได้ประดิษฐ์แสงเลเซอร์ เป็นคนแรกในปี พ.ศ. 2503 ต่อจากนั้นได้มีการคิดค้นแสงเลเซอร์แบบต่างๆขึ้นมาอีกมากมาย ในวีดีโอชุดนี้ ท่านจะได้เห็นคุณสมบัติของแสงเลเซอร์ ซึ่งเป็นแสงสีเดียว ความยาวคลื่นเดียว windows media ขนาด 2.2 MB |
|
|
แบ่งชนิดของเลเซอร์ เลเซอร์แบ่งออกเป็น 4 ประเภท คือ 1. เลเซอร์แก๊ส 2. เลเซอร์ของเหลว 3. เลเซอร์ของแข็ง 4. เลเซอร์ไดโอด เราจะได้เห็นหลักการทำงานของแสงเลเซอร์ แบบแก๊สกันอย่างละเอียด windows media ขนาด 2.5 MB
|
|
|
เลเซอร์ที่ใช้ในด้านการแพทย์ ใช้คาร์บอนไดออกไซด์เลเซอร์ จี้ไฝและขี้แมลงวันให้เห็นกันจะๆ เผาจนกระทั่งไฝระเหยหายไปหมด ปกติเลเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์ไม่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่าได้ จึงต้องใช้แหล่งกำเนิดเลเซอร์อีกประเภทที่ให้แสงสีแดง ช่วยนำทางให้ windows media ขนาด 1.5 MB
|
|
|
เลเซอร์ไดโอดกับซีดี เครื่องเล่นซีดี ใช้เลเซอร์ไดโอดเป็นตัวอ่านแผ่นดิสก์ ในวีดีโอท่านจะได้เห็นกรรมวิธีการอ่านอันแสนมหัศจรรย์ล้ำลึก รวมทั้งการใช้อ่านบาร์โค้ด ตัวชี้ภาพราคาไม่กี่สิบบาท การส่งข้อมูลผ่านทางสายไฟเบอร์ และการถ่ายภาพโฮโลแกรม windows media ขนาด 2.8 MB
|
|
|
เลเซอร์กับงานทางอุตสาหกรรม ข้อดีของเลเซอร์คือเราสามารถควบคุม ทิศทางของลำแสงได้ตามต้องการ การเจาะเป็นรูโดยใช้แสงเลเซอร์ จะได้รูที่สวยงามและเรียบร้อย การแกะสลักด้วยแสงเลเซอร์ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ ได้ชิ้นงานที่ถูกต้องและแม่นยำ windows media ขนาด 2.5 MB
|
ภาพแรกของโลกที่ถ่ายรูปของอะตอมเดี่ยวได้ เป็นจุดเล็กๆสีน้ำเงินอยู่ตรงกลางสีดำ เป็นภาพของอิออนของแบเรี่ยม ถูกทำให้หยุดลงด้วยแสงเลเซอร์ อิออนได้รับพลังงานจากแสงเลเซอร์และกำลังปลดปล่อยคลื่นแสงออกมาที่ความยาวคลื่น 493 nm อยู่ในช่วงสีน้ำเงิน ให้นักศึกษาอธิบายโครงสร้างของอะตอม
(a) ระดับชั้นพลังงานของอะตอมไฮโดรเจน การเปลี่ยนระดับชั้นพลังงานของอิเล็กตรอนทำให้มันปลดปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมา b) เป็น สเปกตรัมของอนุกรม Balmer เมื่อนักศึกษาทดลองเรื่องอะตอมของบอร์ สามารถอธิบาย อนุกรม Balmer ได้อย่างไร
|
(วิธีทำ ให้ ใส่ชื่อ สกุล เลือกวิชาที่สอบ และจำนวนข้อ แต่ต้องไม่เกินจากที่กำหนดไว้ เช่น กำหนดไว้ 10 ข้อ เวลาเลือกจำนวนข้อ ให้เลือก 5 และ 10 ข้อไม่เกินจากนี้ เป็นต้น เมื่อทำเสร็จสามารถดูคะแนนจากรายละเอียดผู้ทำข้อสอบได้ทันที
1. ฟิสิกส์อะตอม จำนวน 110 ข้อ คลิกค่ะ ของ อ.นิรันดร์ สุวรัตน์
|
คำถาม-คำตอบ
เรื่อง ฟิสิกส์อะตอม
ของ อ.นิรันดร์ สุวรัตน์ ฟิสิกส์ราชมงคล ขอขอบคุณครับ
หน้าที่ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
|
|
|
หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ฟิสิกส์ 2 |
|
ร่วมแสดงความคิดเห็นโดยการโวต |
|
