Rutherford kísérletei

A tudósok nem jöttek azonnal a megfelelő megértésreaz atom szerkezete. Az atom első modelljét JJ Thomson angol fizikus javasolta, aki felfedezte az elektront. De modellje ütközött E. Rutherford kísérleteivel a pozitív töltés eloszlatásában mikroszemcséken. Ezek a Rutherford kísérletek fontos szerepet játszottak az atom struktúrájának megértésében.

Már ismert volt az elektron tömege ezerbenkisebb, mint maga a részecske tömege. Rutherford feltételezte: mivel általában az atom semleges, fő tömegének a pozitív töltésű részre kell esnie. Ennek a hipotézisnek a megerősítésére Rutherford kísérleteit a következőkre csökkentettük.

Azt javasolta, hogy alfa-részecskéket használjanak a szondákraatom. Az elektrontömeg körülbelül 8000-szer kisebb az a-részecskék tömegénél, és sebessége nagyon magas - másodpercenként húszezer kilométert képes elérni. Ezek voltak Rutherford kísérletei az alfa részecskék szétszóródásában.

A nehéz elemek atomjait bombázzákrészecskéket. A kis tömeg miatt az elektronok nem tudták megváltoztatni az a-részecskék pályáját. Az atomnak csak egy része, pozitívan feltöltve, képes erre. Ennek következtében az alfa-részecskék szóródásának természetéből adódóan meg lehet ismerni a tömeg eloszlását az anyag mikroszemcséjén belül és a pozitív töltést.

Rutherford kísérletei a következőképpen alakultak. Minden radioaktív anyagot a henger belsejébe helyeztünk az ólomból. Ebben a hengerben egy keskeny csatorna hosszirányban fúródott. Az e csatornából származó α-részecskék áramlása a vizsgált anyag vékony fóliájára esett (réz, arany és mások). Ezután az alfa-részecskék egy áttetsző szitán esnek, amely cink-szulfiddal van bevonva. Minden egyes szemcse a képernyő felé nézve fénysugarat adott (szcintilláció), amit mikroszkópban lehetett látni.

Rutherford további kísérletei azt mutatják, hogy kicsiAz alfa-részecskék számát (kb. Egy-két ezer embert) 90 ° -nál nagyobb szögben definiálták. Ez a tény nagyon zavarba ejtette Rutherfordot. Azt mondta, olyan hihetetlen volt, mint egy héj lövése egy vékony papírdarabban, és visszajön hozzád, és megüt. Valóban lehetetlen megjósolni egy ilyen eredményt a Thomson modell alapján, és Rutherford azt javasolta, hogy az α-részecske csak akkor visszahajtható, ha az atom nagy része nagyon kis térben van. Tehát Rutherford kísérletei segítették neki, hogy jöjjön az alapmodellbe. Ez a test kis méretű, ahol a teljes pozitív töltés és a mikrorészecskék teljes tömege koncentrálódik.

Az atomi modell közvetlenül következika Rutherford által végzett kísérletek. Az atom szerkezete Rutherford koncepciójának megfelelően a következő. Pozitív töltésű mag van a középpontban. Mivel az atom semleges, az elektronok száma megegyezik a Mendelejev periódusos rendszer elemének sorszámával. A mag felett lévő körben mozognak, mivel a bolygók keringenek a Nap körül. Az elektronok mozgása a Coulomb erőknek köszönhető. A hidrogénatom csak egy elektronot tartalmaz, körülötte a mag körül. Atomi magja pozitív töltést és tömeget hordoz, körülbelül 1836-szorosa az elektron tömegének.

Az atomnak ez a modellje kísérleti igazolást kapott, de e modell alapján lehetetlen megmagyarázni létezésének stabilitását.

A pályán mozgó elektronok kellA klasszikus mechanika törvényei megközelítik a magot az energiaveszteségek miatt, és végül ráesik. Valójában az elektron nem esik a magra. A kémiai elemek mikrorészecskéi nagyon stabilak és nagyon hosszú ideig léteznek. Az atomveszteségek következtében az atom energiaveszteség miatt bekövetkező közelgő rombolására vonatkozó következtetés, amely nem egyezik meg Rutherford kísérleteivel, a klasszikus mechanika törvényeinek mikroszkópszerű jelenségekre való alkalmazása. Következésképpen a klasszikus fizika törvényei nem alkalmazhatók a mikrovilág jelenségeire.