Model planet Rutherford atom model Rutherford

Penemuan dalam bidang struktur atom adalah satu langkah yang penting dalam pembangunan fizik. penting adalah model Rutherford. Atom sebagai sistem zarah dan komponennya telah dikaji dengan lebih teliti dan terperinci. Ini telah membawa kepada kejayaan penubuhan sains fizik nuklear.

Idea-idea kuno mengenai struktur jirim

Andaian bahawa badan-badan sekitar terdiri daripada zarah kecil yang dibuat pada zaman purba. Pemikir kemudian atom diwakili sebagai zarah dibahagikan kecil apa-apa bahan. Mereka berhujah bahawa tidak ada dalam alam ini adalah lebih kecil daripada atom. pandangan seperti ini dipegang oleh ahli-ahli sains Greek besar dan ahli-ahli falsafah - Democritus, Lucretius, Epicurus. Hipotesis pemikir ini hari ini bersatu di bawah nama "Atomisme Fizikal antik."

perwakilan zaman pertengahan

zaman purba telah berlalu, dan pada Zaman Pertengahan juga saintis yang menyatakan andaian yang berbeza mengenai struktur jirim. Walau bagaimanapun, penguasaan pandangan agama dan falsafah kuasa gereja dalam tempoh sejarah sejak semula apa-apa percubaan untuk menindas dan aspirasi minda manusia untuk penemuan saintifik materialistik dan penemuan. Seperti diketahui, zaman pertengahan Inquisition sangat tidak mesra berkelakuan dengan wakil-wakil dunia sains pada masa itu. Ia kekal untuk mengatakan bahawa hari-hari adalah minda terang datang dari idea purba dibagi atom.

Pengajian peringkat umur 18-19

abad ke-18 ini ditandai dengan penemuan utama dalam bidang struktur asas jirim. Sebahagian besarnya disebabkan oleh usaha-usaha saintis seperti Antuan Lavuaze, Mikhail Lomonosov dan Dzhon Dalton. Bebas daripada satu sama lain, mereka dapat membuktikan bahawa atom yang benar-benar wujud. Tetapi soal struktur dalaman mereka kekal terbuka. Akhir abad ke-18 ini ditandai dengan apa-apa peristiwa penting dalam dunia saintifik, kerana penemuan D. I. Mendeleevym jadual berkala unsur-unsur kimia. Ia adalah benar-benar satu kejayaan yang kuat yang masa untuk mengangkat hijab itu dengan pemahaman bahawa semua atom mempunyai sifat yang sama, bahawa mereka berkaitan antara satu sama lain. Kemudian, pada abad ke-19, satu lagi langkah penting ke arah unraveling struktur atom bukti bahawa komposisi mana-mana satu daripada mereka yang hadir elektron. Kerja-kerja saintis tempoh ini dihasilkan tanah subur untuk penemuan abad ke-20.

eksperimen Thomson

ahli fizik British Dzhon Tomson pada tahun 1897 membuktikan bahawa struktur atom termasuk elektron dengan cas negatif. Pada peringkat ini, tanggapan palsu bahawa atom - dibagi menghadkan apa-apa bahan akhirnya dimusnahkan. Bagaimana Thomson dapat membuktikan kewujudan elektron? Saintis dimasukkan ke dalam eksperimen beliau dalam yang sangat dijernihkan gas elektrod dan arus elektrik dialirkan. Hasilnya ialah sinar katod. Thomson dikaji dengan teliti ciri-ciri mereka dan mendapati bahawa mereka adalah aliran zarah yang bergerak pada kelajuan yang besar. Saintifik menguruskan untuk mengira jisim zarah dan jagaan mereka. Beliau juga mendapati bahawa mereka tidak boleh ditukar ke dalam zarah neutral, kerana caj elektrik - adalah asas alam semula jadi mereka. Begitu juga elektron terbuka. Thomson juga pencipta model struktur atom pertama di dunia. Menurut ia, atom - segumpal darah bercas positif perkara, yang diedarkan seragam bercas negatif elektron. Ini menerangkan struktur keseluruhan atom neutral, kerana caj bertentangan menghapuskan satu sama lain. Eksperimen Dzhona Tomsona menjadi kepentingan yang tidak ternilai untuk kajian selanjutnya struktur atom. Walau bagaimanapun, masih banyak tanda tanya.

penyelidikan Rutherford

Thomson menemui kewujudan elektron, tetapi dia tidak dapat mencari di dalam atom bercas positif zarah. Ernest Rutherford diperbetulkan kesilapan ini pada tahun 1911. Semasa eksperimen mengkaji aktiviti alpha-zarah dalam gas, didapati bahawa terdapat zarah dalam atom, yang bercas positif. Rutherford mendapati bahawa dengan melepaskan rasuk melalui gas atau melalui plat logam nipis sisihan mendadak jumlah kecil zarah dari jalan pergerakan. Mereka hanya melemparkan kembali. saintis menyedari bahawa perilaku ini adalah disebabkan oleh pertembungan dengan zarah bercas positif. eksperimen itu akan membolehkan ahli fizik untuk model struktur atom Rutherford.

model planet

Sekarang Akademik agak berbeza daripada andaian yang dibuat oleh John Thomson. model yang berbeza daripada keluli dan atom mereka. pengalaman Rutherford membenarkan beliau untuk mewujudkan satu teori yang baru dalam bidang ini. Penemuan saintis amat penting untuk pembangunan selanjutnya fizik. model Rutherford menerangkan atom sebagai nukleus dilupuskan di tengah-tengah dan bergerak di sekitar elektron. teras mempunyai cas positif dan elektron - negatif. Model atom Rutherford diandaikan elektron berputar sekitar teras pada trajektori tertentu - orbit. Membuka saintis membantu menjelaskan sebab bagi sisihan zarah alfa dan merupakan peneraju bagi pembangunan teori nuklear atom. Dalam model atom Rutherford analogi dengan gerakan planet-planet sistem suria mengelilingi matahari. Ia adalah sangat tepat dan perbandingan terang. atom model oleh itu Rutherford yang bergerak di sepanjang orbit yang mengelilingi nukleus, dinamakan planet.

Kerja-kerja Niels Bohr

Dua tahun kemudian, ahli fizik Denmark Niels Bohr cuba untuk menggabungkan konsep-konsep struktur atom dengan sifat-sifat kuantum cahaya. model nuklear Rutherford atom diletakkan saintis dalam asas teori barunya. Dalam Bohr atom andaian berkisar teras dalam orbit bulat. pergerakan trajektori itu membawa kepada pecutan elektron. Di samping itu, interaksi Coulomb zarah ini dengan atom pusat itu disertakan dengan penciptaan dan perbelanjaan tenaga untuk mengekalkan medan elektromagnet ruang yang timbul daripada pergerakan elektron. Dalam keadaan itu, zarah bercas negatif pernah jatuh ke dalam nukleus. Tetapi ini tidak berlaku, menunjukkan bahawa kestabilan yang lebih besar daripada atom sebagai sistem. Niels Bohr sedar bahawa undang-undang termodinamik klasik, digambarkan oleh persamaan Maxwell tidak bekerja dalam keadaan subatom. Oleh itu, ahli-ahli sains yang dinyatakan untuk membawa undang-undang baru yang akan memegang zarah asas di dunia.

postulat Bohr

Sebahagian besarnya disebabkan oleh hakikat bahawa terdapat satu model Rutherford, atom dan komponennya telah dikaji dengan baik, Niels Bohr dapat mendekati penciptaan postulat itu. Yang pertama ini menyatakan bahawa atom mempunyai keadaan pegun di mana ia tidak mengubah tenaga dan elektron dengan itu bergerak dalam orbit tanpa mengubah trajektori. Menurut satu postulat kedua, peralihan elektron dari satu orbit yang lain berlaku pengasingan atau tenaga penyerapan. Ia adalah sama dengan perbezaan tenaga antara negeri-negeri yang terdahulu dan berjaya atom. Dalam kes ini, jika elektron melompat untuk lebih dekat dengan teras orbit, ia dipancarkan tenaga (foton), dan sebaliknya. Walaupun pergerakan elektron tidak menyerupai trajektori orbital dilupuskan Bohr pembukaan ketat lilitan mungkin untuk mendapatkan penjelasan yang sangat baik untuk kewujudan spektrum garis atom hidrogen. Pada masa yang sama, ahli fizik Hertz dan Frank, yang tinggal di Jerman, yang disahkan saintis Niels Bohr tentang kewujudan pegun, negara stabil atom dan kemungkinan perubahan dalam nilai tenaga atom.

Kerjasama antara kedua-dua saintis

Dengan cara ini, Rutherford untuk masa yang lama tidak dapat menentukan caj nukleus. Saintis Marsden dan Geiger cuba untuk menjalankan tuntutan semakan silang daripada Ernest Rutherford, dan sebagai hasil daripada eksperimen dan pengiraan yang teliti dan terperinci telah membuat kesimpulan bahawa ia adalah teras ciri utama atom, dan ia memberi tumpuan semua caj. Kemudian ia telah membuktikan bahawa pertuduhan nuklear adalah sama nilainya dengan nilai bilangan ordinal unsur dalam jadual berkala D. I. Mendeleeva. Menariknya, Niels Bohr tidak lama lagi bertemu dengan Rutherford dan bersetuju sepenuhnya dengan pandangan beliau. Selepas itu, para saintis telah lama bekerja bersama-sama dalam makmal yang sama. model Rutherford atom sebagai sebuah sistem yang terdiri daripada asas zarah bercas - semua Niels Bohr dianggap adil dan untuk semua meletakkan mengetepikan model elektronik mereka. aktiviti penyelidikan bersama ahli-ahli sains telah sangat berjaya dan telah membuahkan hasil. Setiap daripada mereka menjunam ke dalam kajian sifat-sifat zarah asas dan membuat penemuan penting dalam bidang sains. Kemudian, Rutherford ditemui dan terbukti kemungkinan memperluaskan teras, tetapi itu adalah satu topik untuk artikel yang lain.