Кой предложи ядрения модел на структурата на атома? Ядрен модел на атомната структура и нейната схема

Идеята, че атомите са най-малките частици на материята, се появява за първи път в древността на Гърция. Едва в края на 18 век, благодарение на работата на такива учени като А. Лавоазие, М. В. Ломоносов и някои други, се доказва, че съществуват атоми. Но по това време никой не се запитал какво е вътрешната им структура. Учените все още смятат атомите за неделими "тухли", от които се състои цялата материя.

Опитите да се обясни структурата на атома

Кой предложи ядрения модел на структурата на атома първият от всички учени? Първият опит да се създаде модел на тези частици принадлежеше на Дж. Томсън. Невъзможно е обаче да се нарече успешен в пълния смисъл на думата. В края на краищата, Thomson вярва, че атомът е сферична и електрически неутрална система. В този случай ученият приема, че положителният заряд се разпределя равномерно в обема на тази сфера и вътре в него е отрицателно заредено ядро. Всички опити на учения да обясни вътрешната структура на атома бяха неуспешни. Ърнест Ръдърфорд е този, който предложи ядрен модел на атомната структура няколко години след като Томсън представи теорията си.

История на изследванията

С помощта на изследване за електролиза през 1833 г. Фарадей успява да установи, че токът в електролитния разтвор е поток от заредени частици или йони. Въз основа на тези изследвания той е в състояние да определи минималния йонен заряд. Друга важна роля в развитието на тази област във физиката играе руският химик Д. Менделеев. Той беше първият, който повдигна въпроса в научните среди, че всички атоми могат да имат същата природа. Виждаме, че преди ядреният модел на структурата на атома Ръдърфорд да бъде предложен за първи път, голям брой също толкова важни експерименти бяха извършени от най-разнообразните учени. Те ускориха атомната теория за структурата на материята напред.

Първите експерименти

Ръдърфорд е наистина блестящ учен, защото откритията му са превърнали понятието структура на материята. През 1911 г. той е в състояние да постави експеримент, чрез който изследователите могат да разгледат мистериозните дълбочини на атома, да разберат каква е вътрешната му структура. Първите експерименти бяха извършени от учения с подкрепата на други изследователи, но основната роля в откритието принадлежеше на Рудърфорд.

експеримент

Използвайки естествени източници на радиоактивно излъчване, Ръдърфорд успя да изгради оръдие, което излъчва поток от алфа частици. Това беше кутия, изработена от олово, в която имаше радиоактивно вещество. В пистолета имаше слот, през който всички частици от алфа се удариха в главния екран. Те биха могли да излетят само през слота. По пътя на този лъч радиоактивни частици имаше още няколко екрани.

Те отделят частиците, които се отклоняват от посоката, посочена по-рано. Строго фокусиран поток от алфа-частици е настъпил върху целта. Като мишена Ръдърфорд използваше тънък слой златно фолио. След като частиците паднаха върху този лист, те продължиха движението си и в крайна сметка паднаха върху луминисцентния екран, поставен зад тази цел. След контакт с алфа-частици на екрана са записани огнища, за които учен може да каже, колко частици се отклоняват от първоначалната си посока в сблъсък с фолио, и каква е степента на това отклонение.

Разлики от предишни експерименти

Учениците и студентите, които се интересуват от онези, които предложиха ядрен модел на структурата на атома, трябва да знаят: подобни експерименти бяха проведени във физиката преди Ръдърфорд. Основната им идея беше да съберат възможно най-много информация за структурата на атома от отклоненията на частиците от първоначалната траектория. Всички тези изследвания доведоха до натрупването на определено количество информация в науката, предизвикаха отражение върху вътрешната структура на най-малките частици.

Още в началото на 20-ти век учените знаеха, че атомът съдържа електрони, които имат отрицателен заряд. Но сред мнозинството изследователи мнението е преобладавало, че атомът отвътре е по-скоро като мрежа, напълнена с отрицателно заредени частици. Такива експерименти позволиха да се получи много информация - например, за да се определят геометричните размери на атомите.

Блестящо предположение

Ръдърфорд посочи, че никой от неговите предшественици не се е опитал да определи дали алфа частиците могат да се отклоняват при много големи ъгли от тяхната траектория. Бившият модел, понякога наричан "пудинг със стафиди" сред учените (защото според този модел, електроните в атома се разпределят като локви), просто не позволяват плътните компоненти на структурата да съществуват вътре в атома. Никой от учените не се интересуваше от подобна възможност. Изследователят поиска от студента си да възстанови оборудването по такъв начин, че да бъдат фиксирани и големи отклонения на частиците от траекторията - само за да изключим тази възможност. Каква беше изненадата както на учения, така и на неговия студент, когато се оказа, че някои частици летят под ъгъл 180 °^за.

Какво е вътре в атома?

Разбрахме кой предложи ядрения модел на структурата на атома и какъв е опитът на този учен. По това време експериментът на Ръдърфорд е истински пробив. Той бил принуден да заключи, че по-голямата част от масата вътре в атома се съдържа в много гъста субстанция. Схемата на ядрения модел на структурата на атома е изключително проста: вътре в него има положително заредено ядро.

Други частици, наречени електрони, се въртят около това ядро. Останалата част е с няколко порядъка по-малко плътна. Разположението на електроните вътре в атома не е хаотично - частиците са подредени по ред на нарастваща енергия. Изследователите нарекоха вътрешните части на атомите ядрото. Имената, които учените са въвели, все още се използват в науката.

Как да се подготвите за урока?

Тези студенти, които се интересуват от тези, които предлага ядрената модел на атомната структура, може да свети в класната стая с допълнителни знания. Например, можете да разберете как Ръдърфорд, след дълго време след експериментите си, хареса да даде аналогия за неговото откритие. Южноафриканската държава е контрабандирана с оръжия за бунтовниците, която е затворена в бали за памук. Как могат митническите служители да определят къде са разположени опасните консумативи, ако целият влак е запушен с тези бали? Митническият служител може да започне да стреля по балите и там, където куршумите ще се рикошират и има оръжие. Ръдърфорд подчерта, че точно това е направено.

За тези, които се подготвят за отговор по тази тема в урока, е желателно да се подготвят отговори на следните въпроси:

1. Кой предложи ядрения модел на структурата на атома?

2. Какъв беше смисълът на експеримента?

3. Разликата между ядрения модел и другите модели.

Значението на теорията на Ръдърфорд

Тези радикални заключения, които Ръдърфорд направи от експериментите си, принудиха много от съвременниците му да се усъмнят в истината на този модел. Дори и самият Ръдърфорд не е изключение - той публикува резултатите от изследването само две години след откриването. Въз основа на класическите идеи за движението на микрочастиците, той предложи ядрен планетен модел на структурата на атома. По принцип атомът има неутрален заряд. Около ядрото, електроните се движат - точно както планетите се въртят около слънцето. Това движение се дължи на силите на Кулон. В момента моделът на Ръдърфорд е претърпял значително усъвършенстване, но откритието на учения не губи значението си днес.