Експериментите на Ръдърфорд

Учените веднага не стигнаха до правилното разбиране структурата на атома. Първият модел на атома е предложен от английския физик JJ Thomson, който откри електрон. Но неговият модел се сблъска с експериментите на Е. Ръдърфорд за разпределението на положителния заряд в микрочастицата. Тези експерименти на Ръдърфорд изиграха основна роля в разбирането на структурата на атома.

Вече беше известно, че масата на електрона е хиляда пъти по-малка от масата на самата частица. Ръдърфорд прави предположението: тъй като като цяло атомът е неутрален, основната му маса трябва да падне върху положително заредената част. За да потвърдят тази хипотеза, експериментите на Ръдърфорд бяха сведени до следното.

Той предложи да се използва алфа-частица, за да се изследва атома. Електронната маса приблизително 8000 пъти по-малко от масата алфа частици и скоростта им е много висока - може да достигне двадесет хиляди километра в секунда. Те бяха Експериментите на Ръдърфорд чрез разсейване на алфа частици.

Атомите на тежките елементи бяха бомбардирани с тези частици. Поради малката маса на електроните, променете траекторията алфа частиците не могат да направят много. Само част от атома, положително заредена, може да направи това. Следователно, от естеството на разсейването на алфа частици, ще бъде възможно да се знае разпределението на масата вътре в микрочастицата на материята и положителния заряд.

Опитът на Ръдърфорд има следната схема. който и да е радиоактивно вещество беше поставен в цилиндъра на оловото. В този цилиндър се пробива тесен канал надлъжно. поток алфа частици от този канал паднаха върху тънко фолио на изучавания материал (мед, злато и др.). След това алфа-частиците паднаха върху полупрозрачен сито, покрит с цинков сулфид. Всяка частица, насочена към екрана, даваше светлина (сцинтилация), която можеше да се види на микроскоп.

Други експерименти от Ръдърфорд показват, че малък брой алфа частици (приблизително една на две хиляди) се отклонява под ъгъл по-голям от 90 °. Този факт много озадачи Ръдърфорд. Той каза, че е толкова невероятно, колкото да снимаш черупки в парче тънка хартия и той ще се върне при теб и ще те удари. Всъщност е невъзможно да се предскаже такъв резултат въз основа на модела на Томсън, а Рудърфорд го предложи алфа - частицата, хвърлена назад, може да бъде само когато по-голямата част от атома е в много малко пространство. Така експериментите на Ръдърфорд му помогнаха да дойде в основния модел. Това тяло е малко по-голямо, където почти целия положителен заряд и цялата маса на микрочастиците са концентрирани.

Атомният модел следва директно от експериментите, провеждани от Ръдърфорд. Структурата на атома според концепцията на Ръдърфорд е следната. Положително зареденото ядро ​​е в центъра. Тъй като атомът е неутрален, броят на електроните се равнява на рационалния номер на елемента в периодичната система на Менделеев. Те се движат в кръг над ядрото, тъй като планетите се въртят около Слънцето в орбитите си. Движението на електроните се дължи на силите на Кулон. Водородният атом съдържа само един електрон, който се върти около ядрото му. му атомно ядро носи положителен заряд и маса, приблизително 1836 пъти масата на електрона.

Този модел на атома имаше експериментална обосновка, но въз основа на този модел е невъзможно да се обясни стабилността на неговото съществуване.

Електроните се движат в орбита, трябва според законите на класическата механика-близо до мозъка на костите поради загубите на енергия и, в крайна сметка, да падне върху него. Всъщност, електронът не пада върху ядрото. Микрочастиците от химически елементи са много стабилни и могат да съществуват от много дълго време. Изводът за предстоящото разрушаване на атома, поради загуба на енергия, която не е в съответствие с Ръдърфорд, е резултат от прилагането на законите на класическата механика на микро мащаби явления. Следователно, законите на класическата физика са неприложими за явленията на микросвета.