Thomson модел на атома и rezarforda - studopediya

Идеята за атома като неделими най-малките частици на материята ( "atomos" - неизлечим) се оказа в древни времена (Демокрит, Епикур, Лукреций). През Средновековието, по времето на неограничен господство на църквата, учението за атоми, като материалистичен, разбира се, не може да получи признанието и на по-нататъшното развитие. До началото на ХVIII век. атомната теория набира популярност, като по това време в делата на Лавоазие (1743-1794, френски химик), М. V. и Lomonosova J. Dalton оказа реалността на атома. Въпреки това, в този момент, въпросът не дори да възникне за вътрешната структура на атома, като атоми все още се считат за неделима.

Голяма роля в развитието на атомната теория играе Д. И. Менделеев веднъж е работил през 1869 г. В периодичната система на елементите, в които е бил повдигнат въпросът за общата природа на атома за първи път на научна основа. През втората половина на ХIХ век. Експериментално е доказано, че електрона е един от основните компоненти, части от всяко вещество. Тези констатации, както и множество експериментални данни са довели до факта, че в началото на ХХ век. сериозно имаше въпрос за структурата на атома.

Първият опит да се създаде на базата на натрупания експериментален модел на данни на атома принадлежи към Джордж. Георги. Томпсън (1903). Според този модел, атом е непрекъснато зарежда положителен заряд топка радиус от порядъка на 10 -10 m, в която за техните равновесни позиции варира електрони; нетен отрицателен заряд на електроните е равен на положителния заряд на топката, така атом обикновено неутрален. Няколко години по-късно е доказано, че идеята за приемственост на разпределение в рамките на атома положителен заряд е погрешна.

При разработването на идеи за структурата на атома важно опита на британската физика Ernest Rutherford (1871-1937) за разсейване на алфа частици в вещество. Алфа-частици се появяват, когато радиоактивни превръщания; те са положително заредени частици със заряд от 2е и маса от около 7300 пъти масата на електрона. Снопчета от а-частици имат високо monochromaticity (за това превръщане са практически същата скорост (около 10 7 m / и)).

Rutherford проучване преминаване на частици в средата (чрез златно фолио от около 1 микрон дебелина) показва, че повечето от тях изпитват малки отклонения, но някои а-частици (приблизително един от 20000) рязко отклоняват от първоначалната посока (постигнати огъване ъгли дори 180 °). Тъй като електроните не могат да променят съществено движението толкова тежки и бързи частици като частици, Ръдърфорд, се стигна до заключението, че значително отклонение на а-частици се дължи на взаимодействието им с положителния заряд на голяма маса. Въпреки това, значително отклонение преживява само няколко а-частици; Следователно, само някои от тях са в близост до този положителен заряд. Това от своя страна означава, че положителния заряд на атома се концентрира в обем, много малък в сравнение с обема на атома.

Въз основа на изследванията си през 1911 г., Ръдърфорд, предложен ядрената (планетарен) модел на атома. Според този модел, около положителните ядра, които отговарят Ze (Z - поредния номер на елемент от периодичната система, например - начално зареждане), размерът на 10 -15 - 10 -14 m и тегло по същество равна на масата на атома в областта с линейни размери от порядъка 10 -10 m на затворени орбити движат електрони за образуване на електрони обвивка на атома. Тъй като неутрални атоми, ядрения заряд е равен на общия заряд на електроните, т.е.. Е. около ядрото трябва да се върти Z електрони.

За простота приемем, че един електрон се движи около ядрото в кръгова орбита с радиус R. В този случай на силата на Кулон между ядрото и електрона, електрона информира центростремителна ускорение. вторият закон на Нютон за електрон се движи по окръжността под въздействието на силата на Кулон, се изчислява по формулата

където m и о - маса и скорост на електрона в орбита радиус R на, e0 - електрическа константа.

Уравнение (208.1) съдържа две неизвестни: R и V. Следователно, налице е безкрайно множество от стойности на радиуса и неговите съответни стойности на скоростта (и следователно на енергия), които отговарят на това уравнение. Следователно количества, R, V (оттук, Е) може да се променя непрекъснато, т.е.. Е. Или могат да бъдат изпуснати вместо добре дефинирана част от енергия. След спектрите на атома трябва да бъде твърдо вещество. В действителност, опитът показва, че атомите имат линия спектър. От израза (208.1) следва, че

г "10 -10 m електрон скорост V" 10 6 м / сек, докато ускорение об 2 / г = 10 до 22 м / сек 2. Според класическата електродинамика бързо движещи се електрони, за да излъчват електромагнитни вълни и следователно непрекъснато губят енергия. В резултат на това електроните са по-близо до мозъка на костите, и в края на краищата ще падне върху него. По този начин, Ръдърфорд атом е нестабилна система, която отново е в противоречие реалност.

Опитите да се изгради модел на атома в рамките на класическата физика не са довели до успех: Thomson модел бе опровергана от Ръдърфорд, ядрена същия модел е неустойчив на електродинамиката и противно на експерименталните данни. За преодоляване на трудностите, които срещат това изисква създаването на качествено ново - квантов - теория на атома.