Rutherford planetaire atoommodel Rutherford model

Ontdekkingen op het gebied van atoomstructuur was een belangrijke stap in de ontwikkeling van de fysica. Groot belang was Rutherford's model. Atoom als een systeem van deeltjes en de componenten zijn nauwer en in detail bestudeerd. Dit heeft geleid tot de succesvolle invoering van een wetenschap als kernfysica.

De oude ideeën over de structuur van de materie

De veronderstelling dat omringende lichamen zijn opgebouwd uit kleine deeltjes die werden gemaakt in de oudheid. Denkers dan atoom voorgesteld als de kleinste ondeelbare deeltjes van een stof. Zij voerden aan dat er niets in het universum is kleiner dan een atoom. Dergelijke standpunten zijn in handen van de grote Griekse wetenschappers en filosofen - Democritus, Lucretius, Epicurus. Hypotheses deze denkers vandaag verenigd onder de naam "antieke atomisme."

middeleeuwse verschijningsvormen

oude tijden zijn voorbij, en in de Middeleeuwen waren ook wetenschappers die verschillende veronderstellingen over de structuur van de materie tot uitdrukking. Echter, de overheersing van religieuze en filosofische standpunten van de kerk de macht in de periode van de geschiedenis in de kiem elke poging om te onderdrukken en aspiraties van de menselijke geest te materialistisch wetenschappelijke bevindingen en ontdekkingen. Zoals bekend, de middeleeuwse inquisitie zeer onvriendelijk gedragen met vertegenwoordigers van de wetenschappelijke wereld op het moment. Het blijft om te zeggen dat die dagen waren knappe koppen kwam van de oude idee van de ondeelbaarheid van het atoom.

Studies leeftijden 18-19

18e eeuw werd gekenmerkt door de grote ontdekkingen op het gebied van elementaire structuur van de materie. Grotendeels te danken aan de inspanningen van wetenschappers zoals Antuan Lavuaze, Michail Lomonosov en Dzhon Dalton. Onafhankelijk van elkaar, waren ze in staat om te bewijzen dat atomen echt bestaan. Maar de vraag van hun interne structuur bleef open. Het einde van de 18e eeuw werd gekenmerkt door een dergelijke belangrijke gebeurtenis in de wetenschap, de ontdekking van D.I. Mendeleevym periodiek systeem der chemische elementen. Het was echt een krachtige doorbraak die de tijd om de sluier op te lichten met dien verstande dat alle atomen hebben dezelfde aard, dat ze gerelateerd zijn aan elkaar. Later, in de 19e eeuw, een belangrijke stap naar het ontrafelen van de structuur van het atoom is bewijs dat de samenstelling volgens één van hen aanwezig elektron. Het werk van de wetenschappers van deze periode produceerde een vruchtbare bodem voor de ontdekkingen van de 20ste eeuw.

experimenten Thomson

Britse natuurkundige Dzhon Tomson in 1897 aangetoond dat de structuur van atomen omvat elektronen negatief geladen. In dit stadium een misvatting dat het atoom - werden deelbaarheid beperken stoffen uiteindelijk vernietigd. Hoe heeft Thomson was in staat om het bestaan van het elektron te bewijzen? Scientist zet in zijn experimenten in een zeer ijle gas elektroden en elektrische stroom wordt doorgegeven. Het resultaat is de kathodestralen. Thomson zorgvuldig bestudeerd hun kenmerken en vond dat ze een stroom van geladen deeltjes die bewegen met grote snelheid. Wetenschappelijke slaagt erin om de massa van deze deeltjes en hun lading te berekenen. Hij vond ook dat ze niet kunnen worden omgezet in neutrale deeltjes, zoals een elektrische lading - is de basis van hun aard. Zo waren de elektronen open zijn. Thomson is ook de maker van 's werelds eerste atoomstructuur model. Volgens het, atoom - een stolsel positief geladen stof, die uniform verdeeld negatief geladen elektronen. Dit verklaart de algemene structuur van neutrale atomen, zoals tegengestelde ladingen elkaar opheffen. Experimenten Dzhona Tomsona werd onschatbare waarde voor de verdere studie van de structuur van het atoom. Echter, veel vragen onbeantwoord gebleven.

onderzoek Rutherford

Thomson ontdekte het bestaan van het elektron, maar hij kon het niet vinden in het atoom positief geladen deeltjes. Ernest Rutherford gecorrigeerd deze fout in 1911. Bij experimenten bestuderen van de activiteit van alfa-deeltjes in de gassen, blijkt dat er deeltjes in het atoom, de positief geladen. Rutherford gevonden dat door het passeren van de bundel door het gas of door een dunne metalen plaat een scherpe afwijking van een ondergeschikte hoeveelheid deeltjes uit de bewegingsbaan. Ze gooiden net terug. Wetenschapper realiseerde zich dat dit gedrag wordt veroorzaakt door een botsing met de positief geladen deeltjes. Dergelijke experimenten fysici in staat om de structuur van de Rutherford atoom model.

planetaire model

Nu is de Academische enigszins afwijken van de veronderstellingen gemaakt door John Thomson. Verschillende modellen van staal en hun atomen. Rutherford ervaring stond hem toe om een geheel nieuwe theorie op dit gebied te creëren. Discovery wetenschapper waren van cruciaal belang voor de verdere ontwikkeling van de natuurkunde. Rutherford model beschrijft atoom een kern geplaatst in het midden en bewegen elektronen. De kern heeft een positieve lading en elektronen - negatief. Model atoom Rutherford aangenomen elektronen draaien rond de kern op bepaalde trajecten - banen. Het openen van een wetenschapper hielp verklaren de reden voor de afwijking van alfadeeltjes en was de aanzet voor de ontwikkeling van nucleaire theorie van het atoom. In atoommodel van Rutherford de analogie met de beweging van de planeten van het zonnestelsel rond de zon. Het is zeer nauwkeurig en levendig vergelijking. Daarom Rutherford model voorstelt die langs de baan rond de kern, werd genoemd planetaire.

Het werk van Niels Bohr

Twee jaar later, de Deense fysicus Niels Bohr geprobeerd om de concepten van de structuur van het atoom te combineren met de quantum eigenschappen van het licht. nucleaire model van het atoom van Rutherford werd gezet wetenschappers in de basis van zijn nieuwe theorie. In Bohr draaien veronderstelling atomen rond de kern in cirkelvormige banen. Een dergelijke beweging traject leidt tot een versnelde elektronen. Bovendien wordt de Coulomb interactie van deze deeltjes met het midden atoom samen met het creëren en energieverbruik voor de ruimtelijke elektromagnetische veld die door de beweging van elektronen te handhaven. Onder dergelijke omstandigheden moeten negatief geladen deeltjes ooit vallen in de kern. Maar dit niet gebeurt, wat aangeeft dat de grotere stabiliteit van atomen zoals systemen. Niels Bohr realiseerde zich dat de wetten van de klassieke thermodynamica, beschreven door de vergelijkingen Maxwell's werken niet in subatomaire omstandigheden. Daarom wetenschappers uiteengezet om nieuwe wetten die de elementaire deeltjes in de wereld zou houden te brengen.

postulaten Bohr's

Grotendeels te wijten aan het feit dat er een model van Rutherford, het atoom en de onderdelen zijn goed bestudeerd, Niels Bohr was in staat om de creatie van de postulaten te benaderen. De eerste van deze staten atoom een stationaire toestand waarin deze niet zijn energie veranderen en de elektronen bewegen aldus in baan zonder verandering van de bal. Volgens een tweede postulaat, de overgang van een elektron van de ene baan naar de andere plaatsvindt isolatie of energieabsorptie. Is gelijk aan het energieverschil tussen de voorafgaande en volgende toestanden van het atoom. In dit geval, als een elektron dichter bij de kern van de baan springt wordt uitgezonden energie (fotonen), en vice versa. Ondanks het feit dat de beweging van elektronen lijkt nauwelijks omlooptrajectorie aangebracht strikt omtreksopening Bohr mogelijk uitstekende verklaring te verkrijgen voor het bestaan van de lijn spectrum van het waterstofatoom. Rond dezelfde tijd, natuurkundigen Hertz en Frank, die in Duitsland woonde, bevestigde de wetenschapper Niels Bohr over het bestaan van vaste, stabiele toestanden van het atoom en de mogelijkheid van veranderingen in de atoomenergie waarden.

De samenwerking tussen de twee wetenschappers

By the way, Rutherford voor een lange tijd niet kon het bepalen lading van de kern. Wetenschappers Marsden en Geiger probeerde kruiscontrole conclusies van E. Rutherford uit te voeren, en als gevolg van zorgvuldige en gedetailleerde experimenten en berekeningen om te concluderen dat het de kern van de belangrijkste kenmerken van het atoom zijn gekomen, en richt alle lading. Later werd bewezen dat de kernlading numeriek gelijk aan de waarde van het rangnummer van het element in het periodiek systeem D.I. Mendeleeva. Interessant is dat de Niels Bohr binnenkort een ontmoeting met Rutherford en het volledig eens met zijn standpunten. Vervolgens hebben wetenschappers lang werkten samen in hetzelfde laboratorium. Rutherford's model van het atoom als een systeem bestaande uit elementaire geladen deeltjes - alle Niels Bohr beschouwd als eerlijk en voor al hun elektronische model legde. Gezamenlijk onderzoek van wetenschappers is zeer succesvol geweest en heeft zijn vruchten afgeworpen. Elk van hen ondergedompeld in de studie van de eigenschappen van elementaire deeltjes en maakte belangrijke ontdekkingen in de wetenschap. Later, Rutherford ontdekt en bleek de mogelijkheid van uitbreiding van de kern, maar dat is een onderwerp voor een ander artikel.