Modelul planetar Rutherford a modelului Rutherford atom

Descoperiri în domeniul structurii atomice a fost un pas important în dezvoltarea fizicii. O mare importanță a fost modelul lui Rutherford. Atom ca un sistem de particule și a componentelor sale au fost studiate mai îndeaproape și în detaliu. Acest lucru a condus la stabilirea cu succes a unei științe ca fizica nucleară.

Vechile idei despre structura materiei

Presupunerea că organismele din jur sunt compuse din particule minuscule care au fost făcute în cele mai vechi timpuri. Ganditorii apoi reprezentat atom ca și cele mai mici particule indivizibile ale oricărei substanțe. Ei au afirmat că nu există nimic în univers este mai mic în dimensiuni decât un atom. Aceste puncte de vedere sunt deținute de marii oameni de știință greci și filosofi - Democrit, Lucretius, Epicur. Ipoteze acești gânditori astăzi reunite sub numele de „atomism antic.“

reprezentări medievale

cele mai vechi timpuri au trecut, iar în Evul Mediu au fost, de asemenea, oameni de știință care au exprimat ipoteze diferite despre structura materiei. Cu toate acestea, predominanța de opinii religioase și filosofice ale puterii bisericii în perioada istoriei în fașă orice încercare de a suprima și aspirațiilor minții umane la descoperirile științifice materialiste și descoperiri. După cum se știe, medieval Inchiziția foarte neprietenos sa comportat cu reprezentanți ai lumii științifice la momentul respectiv. Rămâne să spunem că acele zile au fost minți strălucitoare a venit de la ideea veche a indivizibilitatea atomului.

Studii de varsta 18-19

din secolul al 18-lea a fost marcat de descoperiri majore in domeniul structurii elementare a materiei. În mare parte datorită eforturilor de oameni de știință , cum ar fi Antuan Lavuaze, Mikhail Lomonosov și Dzhon Dalton. Independent unul de altul, au putut să dovedească faptul că atomii există într-adevăr. Dar problema structurii interne a rămas deschisă. Sfârșitul secolului al 18-lea a fost marcată de un eveniment important în lumea științifică, ca și descoperirea D. I. Mendeleevym tabelul periodic al elementelor chimice. A fost cu adevărat un progres puternic, care timp pentru a ridica vălul de pe înțelegerea faptului că toți atomii au aceeași natură, că acestea sunt legate între ele. Mai târziu, în secolul 19, un alt pas important spre dezlegarea structurii atomului a fost dovada că compoziția oricăreia dintre ele este prezent de electroni. Activitatea de oameni de știință din această perioadă a produs un teren fertil pentru descoperirile secolului al 20-lea.

experimentele Thomson

fizician britanic Dzhon Tomson în 1897 a demonstrat că structura atomilor include electroni cu sarcină negativă. În această etapă, o noțiune falsă că atomul - divizibilitatea limita orice substanță au fost în cele din urmă distruse. Cum a fost în măsură să dovedească existența electronului Thomson? Om de știință a pus în experimentele sale într-un electrozi gaze si curent electric extrem de rarefiată este trecut. Rezultatul este razele catodice. Thomson a studiat cu atenție caracteristicile lor și a constatat că acestea sunt un flux de particule încărcate care se deplasează cu viteză mare. Științific reușește să calculeze masa acestor particule și sarcina lor. De asemenea, el a constatat că acestea nu pot fi transformate în particule neutre, ca o sarcină electrică - este baza naturii lor. Deci , au fost electronii sunt deschise. Thomson este, de asemenea, creatorul primului model de structura atomica din lume. Conform acestuia, atom - un cheag încărcat pozitiv materie, care sunt distribuite în mod uniform electroni încărcați negativ. Aceasta explică structura generală a atomilor neutri, ca sarcini opuse se anulează reciproc. Experimentele Dzhona Tomsona a devenit o importanta inestimabila pentru studiul suplimentar al structurii atomului. Cu toate acestea, multe întrebări au rămas fără răspuns.

de cercetare Rutherford

Thomson a descoperit existența electronului, dar el nu a putut găsi în atomul încărcat pozitiv particule. Ernest Rutherford corectat această greșeală în 1911. In timpul experimentelor care studiază activitatea alfa-particule în gazele, se constată că există particule în atom, încărcați pozitiv. Rutherford a constatat că prin trecerea fasciculului prin gaz sau printr-o placă de metal subțire este o deviere bruscă a unei cantități mici de particule din calea mișcării. Tocmai au aruncat înapoi. Omul de știință a dat seama că acest comportament se datorează unui conflict cu particulele încărcate pozitiv. Astfel de experimente vor permite fizicienii să modeleze structura atomului Rutherford.

modelul planetar

Acum, Academic oarecum diferit de ipoteze făcute de John Thomson. Diferite modele de oțel și atomii lor. Experiența lui Rutherford ia permis să creeze o teorie cu totul nouă în acest domeniu. Descoperirea om de știință au fost cruciale pentru dezvoltarea în continuare a fizicii. Modelul Rutherford descrie atom ca nucleu dispus la centru și se deplasează în jurul electronilor. Miezul are o sarcină și electroni pozitiv - negativ. atom Modelul Rutherford presupus electronii care se rotesc în jurul miezului pe anumite traiectorii - orbite. Deschiderea unui om de știință a ajutat să explice motivul pentru abaterea de particule alfa și a fost un impuls pentru dezvoltarea teoriei nucleare a atomului. În modelul atomic lui Rutherford analogia cu mișcarea planetelor din sistemul solar în jurul Soarelui. Este foarte precis și compararea vii. atom de model De aceea, Rutherford, care se deplasează de-a lungul orbita in jurul nucleului, a fost numit planetar.

Munca lui Niels Bohr

Doi ani mai târziu, fizicianul danez Niels Bohr a încercat să combine conceptele de structura atomului cu proprietățile cuantice ale luminii. Modelul nuclear al lui Rutherford al atomului a fost pus oamenii de știință în baza noii sale teorii. In Bohr atomii prezumții se învârt în jurul miezului pe orbite circulare. O astfel de traiectorie mișcare duce la o accelerare a electronilor. În plus, interacțiunea Coulomb a acestor particule cu atomul central este însoțită de crearea și cheltuielile de energie pentru a menține câmpul electromagnetic spațial care rezultă din mișcarea electronilor. În aceste condiții, particulele încărcate negativ ar trebui să intre vreodată în nucleu. Dar acest lucru nu se întâmplă, indicând faptul că o mai mare stabilitate a atomilor ca sisteme. Niels Bohr a dat seama că legile termodinamicii clasice, descrise de ecuațiile lui Maxwell nu funcționează în condiții subatomice. Prin urmare, oamenii de stiinta stabilite pentru a aduce noi legi, care ar deține particulele elementare din lume.

postulate ale lui Bohr

În mare parte datorită faptului că a existat un model de Rutherford, atomul și componentele sale au fost bine studiate, Niels Bohr a fost capabil să se apropie de crearea postulatelor sale. Prima dintre aceste state care atom are o stare staționară în care aceasta nu schimbă energia și electronii se deplasează astfel în orbite, fără a schimba traiectoria. Conform unui al doilea postulat, trecerea unui electron de la o orbită la alta are loc izolarea sau energia de absorbție. Este egală cu diferența de energie dintre stările și precedente succesive ale atomului. În acest caz, în cazul în care un electron sare la mai aproape de miezul orbita, acesta este emis de energie (fotoni), și vice - versa. În ciuda faptului că mișcarea electronilor cu greu se aseamănă cu traiectoria orbitală dispus Bohr deschidere strict pe circumferință posibil să se obțină o explicație excelentă pentru existența spectrului linie al atomului de hidrogen. Aproximativ în același timp, fizicienii Hertz și Frank, care a trăit în Germania, a confirmat savantul Niels Bohr despre existența unor stări staționare, stabile ale atomului și posibilitatea apariției unor modificări ale valorilor energiei atomice.

Cooperarea între cei doi oameni de știință

Apropo, Rutherford pentru o lungă perioadă de timp nu a putut determina sarcina nucleului. Oamenii de știință Marsden și Geiger a încercat să efectueze revendicările verificarea încrucișată a Ernest Rutherford, și ca rezultat al experimentelor atente și detaliate și calcule au ajuns la concluzia că este nucleul caracteristica majoră a atomului, și se concentrează toată încărcătura. Mai târziu sa dovedit că taxa nucleară este numeric egală cu valoarea numărului de ordine al elementului din tabelul periodic D. I. Mendeleeva. Interesant, Niels Bohr întâlnit în curând cu Rutherford și pe deplin de acord cu opiniile sale. Ulterior, oamenii de știință au lucrat mult timp împreună în același laborator. model al atomului ca un sistem format din elementare ale lui Rutherford particule încărcate - toate Niels Bohr a considerat echitabil și pentru toate pus deoparte modelul lor electronice. Activități comune de cercetare de oameni de știință a fost foarte mare succes și a dat roade. Fiecare dintre ei cufundat în studiul proprietăților particulelor elementare și a făcut descoperiri semnificative în domeniul științei. Mai târziu, Rutherford a descoperit și a demonstrat posibilitatea extinderii miezului, dar asta e un subiect pentru un alt articol.