Model planetari Rutherford del model de Rutherford àtom

Els descobriments en el camp de l'estructura atòmica va ser un pas important en el desenvolupament de la física. Gran importància va ser el model de Rutherford. Atom com un sistema de partícules i els seus components s'han estudiat més de prop i en detall. Això ha portat a la creació reeixida d'una ciència com la física nuclear.

Les antigues idees sobre l'estructura de la matèria

La suposició que els òrgans circumdants estan compostos de petites partícules que es van fer en els temps antics. Pensadors llavors àtom representats com les partícules indivisibles més petita de qualsevol substància. Ells van argumentar que no hi ha res en l'univers és de menor grandària que un àtom. Aquests punts de vista estan en mans dels grans científics i filòsofs grecs - Demòcrit, Lucreci, Epicur. Hipòtesi aquests pensadors unit avui sota el nom de "atomisme antic."

representacions medievals

l'antiguitat han passat, i en l'Edat Mitjana eren també científics que expressen diferents supòsits sobre l'estructura de la matèria. No obstant això, el predomini de creences religioses i filosòfiques del poder de l'església en el període de la història d'arrel qualsevol intent de reprimir i aspiracions de la ment humana a les troballes científiques materialistes i descobriments. Com se sap, la Inquisició medieval molt antipàtic comportat amb representants del món científic de l'època. Queda per dir que aquests dies eren brillants ments van venir de l'antiga idea de la indivisibilitat de l'àtom.

Estudis de 18-19 anys d'edat

segle 18 es va caracteritzar per importants descobriments en el camp de l'estructura elemental de la matèria. En gran part a causa dels esforços dels científics com ara Antuan Lavuaze, Mikhail Lomonosov i Dzhon Dalton. Independentment uns dels altres, que van ser capaços de demostrar que realment existeixen els àtoms. Però la qüestió de la seva estructura interna es va mantenir oberta. El final del segle 18 va estar marcat per un esdeveniment tan important en el món científic, com el descobriment de D. I. Mendeleevym taula periòdica dels elements químics. Va ser realment un poderós avanç que el temps d'aixecar el vel a l'enteniment que tots els àtoms tenen la mateixa naturalesa, que estan relacionats entre si. Més tard, al segle 19, un altre pas important cap a desentranyar l'estructura de l'àtom era evidència que la composició d'una qualsevol d'ells està present d'electrons. El treball dels científics d'aquest període va produir un terreny fèrtil per als descobriments del segle 20.

experiments de Thomson

físic britànic Dzhon Tomson en 1897 va demostrar que l'estructura dels àtoms inclou electrons amb una càrrega negativa. En aquesta etapa, una falsa idea que l'àtom - divisibilitat limitar qualsevol substància van ser finalment destruïda. Com Thomson va ser capaç de demostrar l'existència de l'electró? El científic va posar en els seus experiments en un gasos d'elèctrodes i el corrent elèctric altament enrarit es passa. El resultat és que els raigs catòdics. Thomson va estudiar acuradament les seves característiques i es va trobar que són un corrent de partícules carregades que es mouen a gran velocitat. Científica se les arregla per calcular la massa d'aquestes partícules i la seva càrrega. També va descobrir que no poden ser convertits en partícules neutres, com una càrrega elèctrica - és la base de la seva naturalesa. Així eren els electrons estan obertes. Thomson és també el creador del primer model de l'estructura atòmica del món. D'acord amb això, un àtom d'- un coàgul carregat positivament la matèria, que es distribueixen de manera uniforme electrons carregats negativament. Això explica l'estructura general dels àtoms neutres, ja que les càrregues oposades s'anul·len entre si. Experiments Dzhona Tomsona van convertir inavaluable importància per a l'estudi addicional de l'estructura de l'àtom. No obstant això, moltes preguntes segueixen sense resposta.

la investigació Rutherford

Thomson va descobrir l'existència de l'electró, però no va poder trobar en l'àtom carregat positivament partícules. Ernest Rutherford va corregir aquest error en 1911. Durant els experiments que estudien l'activitat d'alfa-partícules en els gasos, es troba que hi ha partícules en l'àtom, el carregat positivament. Rutherford va trobar que fent passar el feix a través del gas o mitjançant una placa metàl·lica prima és una desviació aguda d'una quantitat menor de partícules de la ruta de moviment. S'acaba de llançar cap enrere. El científic es va adonar que aquest comportament és a causa d'un xoc amb les partícules carregades positivament. Aquests experiments permetran als físics per modelar l'estructura de l'àtom de Rutherford.

model planetari

Ara el Acadèmic mica diferents de les suposicions fetes per John Thomson. Els diferents models d'acer i els seus àtoms. L'experiència de Rutherford li va permetre crear una nova teoria en aquest camp. científic descobriment va ser crucial per al desenvolupament futur de la física. model de Rutherford descriu àtom com un nucli disposa el centre i en moviment al voltant d'electrons. El nucli té una càrrega positiva i electrons - negatiu. àtom Model Rutherford va assumir electrons que giren al voltant del nucli en certes trajectòries - òrbites. L'obertura d'un científic va ajudar a explicar la raó de la desviació de les partícules alfa i va ser l'impuls per al desenvolupament de la teoria nuclear de l'àtom. En el model atòmic de Rutherford l'analogia amb el moviment dels planetes del sistema solar al voltant del sol. És molt precisa i vívida comparació. àtom de model Per tant Rutherford que es mou al llarg de l'òrbita al voltant del nucli, va ser nomenat planetari.

El treball de Niels Bohr

Dos anys més tard, el físic danès Niels Bohr va tractar de combinar els conceptes de l'estructura de l'àtom amb les propietats quàntiques de la llum. model nuclear de Rutherford de l'àtom va ser posat científics a la base de la seva nova teoria. En Bohr àtoms suposició giren al voltant del nucli en òrbites circulars. Tal trajectòria moviment condueix a una acceleració dels electrons. A més, la interacció de Coulomb d'aquestes partícules amb l'àtom central s'acompanya de la creació i la despesa d'energia per mantenir el camp electromagnètic espacial que sorgeix a partir del moviment dels electrons. Sota aquestes condicions, les partícules amb càrrega negativa han de mai caure en el nucli. Però això no passa, el que indica que la major estabilitat dels àtoms com els sistemes. Niels Bohr es va adonar que les lleis de la termodinàmica clàssica, descrit per les equacions de Maxwell no funcionen en condicions subatòmiques. Per tant, els científics es van proposar portar a noves lleis que mantenir les partícules elementals en el món.

postulats de Bohr

En gran part a causa del fet que no hi havia un model de Rutherford, l'àtom i els seus components han estat ben estudiats, Niels Bohr va ser capaç d'acostar a la creació dels seus postulats. El primer d'aquests estats que àtom té una condició estacionària en la qual no altera la seva energia i per tant els electrons es mouen en òrbites sense canviar la seva trajectòria. D'acord amb un segon postulat, la transició d'un electró d'una òrbita a una altra es produeix l'aïllament o l'energia d'absorció. És igual a la diferència d'energia entre els estats anterior i posterior de l'àtom. En aquest cas, si un electró salta a més a prop del nucli de l'òrbita, s'emet energia (fotons), i viceversa. Tot i que el moviment d'electrons tot just s'assembla trajectòria orbital disposat Bohr obertura estrictament circumferencial possible obtenir una excel·lent explicació de l'existència de l'espectre de línies de l'àtom d'hidrogen. Gairebé al mateix temps, els físics Hertz i Frank, que va viure a Alemanya, va confirmar el científic Niels Bohr sobre l'existència d'estats estacionaris, estables de l'àtom i la possibilitat de canvis en els valors de l'energia atòmica.

La cooperació entre els dos científics

Per cert, Rutherford durant molt de temps no es va poder determinar la càrrega del nucli. Els científics Marsden i Geiger van tractar de dur a terme les reclamacions de verificació creuada d'Ernest Rutherford, i com a resultat d'experiments i càlculs acurats i detallats han arribat a la conclusió que és el nucli de la principal característica de l'àtom, i se centra tota la seva càrrega. Més tard es va demostrar que la càrrega nuclear és numèricament igual al valor del nombre ordinal de l'element en la taula periòdica D. I. Mendeleeva. Curiosament, el Niels Bohr aviat es va reunir amb Rutherford i totalment d'acord amb els seus punts de vista. Posteriorment, els científics han treballat durant molt de temps junts al mateix laboratori. model de l'àtom com un sistema que consisteix a primària de Rutherford partícules carregades - tots Niels Bohr considerat just per totes deixat de banda la seva model electrònic. activitats de recerca conjunta de científics ha tingut molt èxit i ha donat els seus fruits. Cada un d'ells es va submergir en l'estudi de les propietats de les partícules elementals i va fer importants descobriments en la ciència. Més tard, Rutherford va descobrir i va demostrar la possibilitat d'ampliar el nucli, però això és un tema per un altre article.