Zaliczenie: 5.01.2008 (KOLOKWIUM ZALICZENIOWE) poprawka ost. zjazd

2*Kartkówki + zaliczenie + ćw. Laboratoryjne

Literatura:

F.Staub - Politechnika Śląska

T. Malkiewicz - AGH

K. Wesołowski - Politechnika Warszawska

K. Przybyłowicz - AGH „metaloznawstwo” WNT

Tematy wykładów:

1. Zarys historii techniki:

materiały inżynierskie, odkrycia naukowe i metody badawcze

2. Pojęcia podstawowe.

3. Atomowa budowa materi

4. Wiązania między atomami

• Siły spójności

• Wiązania jonowe

• Wiązania atomowe

• Wiązania międzycząstkowe (van der Waalsa)

• Wiązania metaliczne

Ad. 1

1722 - Rene Reaumur - „Umiejętność przemieniania żeliwa w stal”; nawęglanie stali; badania.

1856 - Henry Bessemer - wytapianie stali przy użyciu konwertora

1857 - E.A. Couper - patent na urządzenie do podgrzewania gaze wielkopiecowym powietrza zasilającej.

1861 - Czernow - wykres żelazo - węgiel

1865 - Emile Martin - metoda regeneracji spalin (proces Martenowski)

1882 - Robert Hardfield - utwardzona stal manganowa

1885 - Reinhard Max Mannesmann - rury ciągnione bez szwu

1886 - Paul Herdnt - metoda elektrolityczna produkcji aluminium

1895 - W.K. Roentgen - Odkrycie UKD elektromagnetyczne promieniowanie „X”

1899 - F.W. Taylor - Stal narzędziowa szybkotnąca

1912 - Zakłady Kruppa - Patent na stal nierdzewną

1926 - Niemcy - materiały narzędziowe spiekane (W, Ti)

1934 - Huta Pokój - inż. Sędzimir - walcowanie ciągłej blachy na walcarce w klatkach walcowych.

1935 - USA - metoda odlewania ciągłego

1955 - Nowe stopy metali (Ti - lotnictwo, Mg - dobra plastyczność, Zirkalloy - siłownie atomowe.) aluminium porowate

1957 - Austria - Huta Linz - tlenowy proces konwertorowy

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
1886 - Ernest Abeb, Carl Zeiss - Huta szkła Jena - obiektywy mikroskopowe

1933 - M. Knoll, B. von Borries, E. Ruska, E. Brucher - mikroskop elektronowy

1950 - E.W. Muller - udoskonalenie mikroskopu elektronowego

Ad.2

Metaloznawstwo - opis budowy i własności tworzyw metalicznych; ustalanie korelacji

Układ równowagi struktura

Struktura własności

Struktura - sposoby ułożenia atomów w kryształach; układ i dyspersja agregatów krystalicznych.

Metal:

- własności metaliczne:

• Nieprzeźroczysty

• Połysk metaliczny

• Plastyczność

• Przewodność elektryczna (ujemny współczynnik przewodności elektrycznej)

• Przewodność cieplna

- kryterium stanu metalicznego - skondensowany stan skupienia (ciekły, stały)

- klasyfikacja metali, kryteria (Fe, Cu, T,
(Au, Ag, Pt)

a)metale żelazne

b)metale nieżelazne

c)metale szlachetne

Ad. 3
Budowa atomu -

Izaak Newton (1642-1727) formułując swoje prawo ciążenia zmienił wyobrażenia fizyków o przyrodzie: obraz o symetrii dwuwymiarowej zastąpiony obrazem o symetrii trójwymiarowej

Albert Einstein (1879-1955) formułując swoją szczególna teorię względności zmienił wyobrażenia fizyków o przyrodzie: obraz o symetrii trójwymiarowej został zastąpiony obrazem o symetrii czterowymiarowej. Laureat nagrody Nobla w 1921.

Teoria kwantowa -

Max Planck (1858-1947) wysunął hipotezę, że promieniowanie elektromagnetyczne składa się z kwantów czyli z cząstek. Zdjęcie zrobione w 1913 r. 13 lat po opublikowaniu jego pracy. Laureat nagrody Nobla w roku 1918r.

Louis de Broglie (ur. 1892) jest twórcą idei wg. której cząstkom przyporządkowuje się fale. Zdjęcie zrobione w 1929 r. 5 lat po opublikowaniu jego pracy. Laureat nagrody Nobla w roku 1929.

Erwin Schrodinger (1887-1961)wyprowadził swoje równanie falowe, rozszerzając pomysł de Broglie'a o związku pomiędzy falami i cząstkami na elektrony poruszające się wokół jądra. Zdjęcie zrobione w 1929r. 4 lat po opublikowaniu przez niego drugiego równania. Laureat nagrody Nobla w roku 1933r.

Mechanika kwantowa -

Werner Heisenberg (ur. 1901) stworzył mechanikę macierzową, która podobnie jak teoria Schrodingera opisuje ruchy elektronów. Fotografia pochodzi z 1929r. Laureat nagrody Nobla w roku 1932.

Paul Adrien Mauice Dirac (ur. 1902) podał w 1928r. relatywistyczne równie elektronu i innych cząstek o spinie ˝. Równanie to w odróżnieniu od równania Schrodingera uwzględnia spin elektronu, a poza tym przewiduje istnienie pozytronu - (e+) antycząstki elektronu. W 1933 Dirac otrzymał nagrodę Nobla z fizyki „za odkrycie nowej płodnej teorii atomowej”.

Hipotezy i dowody atomowej budowy materii:

V i IV w. p.n.e.; Leucyp, Demokryt, spekulacje filozoficzne

1896: Thomson - odkrycie elektronu, cząstka punktowa

- aktualny obraz: cząstka rozciągła (mezon u- mion mm  200x me-)

wzbudzony elektron

1911: Rutheford - budowa atomu : średnica jądra 10-14 m (+) średnica zewnętrzna 10-910-10 m; e-

Liczba atomowa - l. (+) protonów ;

Z Le-=Lp+ (atom elektrycznie obojętny) me- mp+ (ok. 1860x)

Izotopy - pierwiastki których l. protonów  l. neutronów

Model atomu -

Niels Bohr - model atomu wodoru (obraz kwantowy)

-teoria orbit elektronowych

-postulaty Bohra'a

-zależność między liczbą falową 1/ ,a numerami orbit przeskoku elektronu

Niels Bohr (1885-1962) wprowadził pojęcie elektronu poruszającego się po ściśle określonych orbitach. Fotografię wykonano w r. 1922 9lat po opublikowaniu jego pracy. Laureat nagrody Nobla w 1922r.

Aktualna koncepcja modelu:

• równanie de Broglie;a
  

• zakaz Pauliego

• zasada Borna

• statystyka kwantowa Fermiego-Diraca

Stan energetyczny elektronu (4 liczby):

• GLK(n) - miara całkowitej energii elektronu w danym stanie określa orbitę po której krąży elektron (K, L, M, N)

• PLK (l)- miara momentu pędu 0,1,2…(l<n)
  stany energetyczne elektronu (s,p,d,f)
  liczba elektronów w danym stanie 2(2(+1)

• MLK (m)- kierunek wektora momentu pędu (m_­1=<l)
  

• SLK (m_S)- ruch wirowy elektronu
  
  np. Al
  

Konstrukcja układu okresowego pierwiastków

PNOM Wykład 1

---