Rutherfordovi poskusi

Znanstveniki niso takoj razumeli struktura atoma. Prvi model atoma je predlagal angleški fizik JJ Thomson, ki je odkril elektron. Toda njegov model je trčil z eksperimenti E. Rutherforda pri porazdelitvi pozitivnega naboja v mikrodelcu. Ti poskusi Rutherfordja so igrali pomembno vlogo pri razumevanju strukture atoma.

Že znano je, da je masa elektrona tisočkrat manjša od mase samega človeka. Rutherford je prevzel: ker je atom na splošno nevtralen, mora njegova glavna masa padati na pozitivno napolnjenem delu. Da bi potrdili to hipotezo, so Rutherfordovi poskusi zmanjšali na naslednje.

Predlagal je uporabo alfa-delcev za sondiranje atoma. Masa elektronov približno 8000 krat manj kot masa alfa delci in njihova hitrost je zelo visoka - lahko doseže dvajset tisoč kilometrov na sekundo. Bili so Rutherfordovi poskusi z razprševanjem alfa delcev.

Atomi težkih elementov so bili bombardirani s temi delci. Zaradi majhne mase elektronov spremenite pot alfa delci niso mogli storiti veliko. Samo del atoma, pozitivno obremenjen, bi to lahko storil. Posledično bo iz narave razprševanja alfa delcev mogoče poznati porazdelitev mase znotraj mikrodelcev snovi in ​​pozitivnega naboja.

Rutherfordovi poskusi so imeli naslednjo shemo. Vsak radioaktivna snov je bil nameščen znotraj cilindra svinca. V tem valju je bil vzdolžno izvrtan ozek kanal. Tok alfa delci iz tega kanala so padli na tanko folijo preučevanega materiala (baker, zlato in drugi). Potem so alfa delci padli na prosojni zaslon, ki je bil prevlečen s cinkovim sulfidom. Vsak delec, ki je obrnjen proti zaslonu, je dal blisk svetlobe (scintilacija), bi ga lahko opazili v mikroskopu.

Nadaljnji poskusi, ki jih je pokazal Rutherford, so pokazali, da je bilo majhno število delcev alfa (približno ena na dva tisoč) odklonjeno za kot več kot 90 °. To dejstvo je zelo zmedlo Rutherforda. Rekel je, da je bilo neverjetno, ko streljanje lupine v košček tankega papirja in se je vrnil k vam in udaril. Dejansko je nemogoče napovedati takšen rezultat na podlagi modela Thomson, in Rutherford je to predlagal alfa - delec, vržen nazaj, je lahko le, če je večina atoma v zelo majhnem prostoru. Rutherfordovi poskusi so mu pomagali, da pridejo do osnovnega modela. To telo je majhno, kjer je skoraj celoten pozitivni naboj in celotna masa mikrodelcev koncentrirana.

Atomski model sledi neposredno iz poskusov, ki jih izvaja Rutherford. Struktura atoma po Rutherfordovem konceptu je naslednja. V središču je pozitivno nabito jedro. Ker je atom nevtralen, je število elektronov enako rdečemu številu elementa v periodičnem sistemu Mendeleev. Premikajo se v krog nad jezgrom, saj se planeti vrtijo okrog Sonca v njihovih orbitih. Premikanje elektronov je posledica sil Coulombov. Atomi vodika vsebuje le en elektron, ki se vrti okrog svojega jedra. Njegova atomsko jedro nosi pozitivno naboj in maso, približno 1836-krat večjo maso elektronov.

Ta model atoma je imel eksperimentalno utemeljitev, vendar na podlagi tega modela ni mogoče razložiti stabilnosti njenega obstoja.

Elektroni, ki se gibljejo v orbiti, morajo po zakonih klasične mehanike pristopiti k jedru zaradi izgub energije in sčasoma pasti na to. Dejansko elektron ne pade na jedro. Mikodelci kemičnih elementov so zelo stabilni in lahko obstajajo zelo dolgo. Zaključek o skorajšnjem uničenju atomov zaradi izgub energije, ki se ne strinja z eksperimenti Rutherforda, je posledica uporabe zakonov klasične mehanike za mikroskopske pojave. Posledično se zakoni klasične fizike ne uporabljajo za pojave microworlda.