Mudell planetarju ta 'Rutherford, atomu fil-mudell Rutherford

L-iskoperti fil-qasam tal-istruttura atomika saru pass importanti fl-iżvilupp tal-fiżika. Ta 'importanza kbira kien il-mudell ta' Rutherford. L-atom bħala sistema u partiċelli, il-komponenti tiegħu, ġie studjat b'mod aktar preċiż u fid-dettall. Dan wassal għat-twaqqif b'suċċess ta 'tali xjenza bħall-fiżika nukleari.

Kunċetti antiki ta 'l-istruttura tal-materja

Is-suppożizzjoni li l-korpi tal-madwar jikkonsistu fl-iżgħar partiċelli, ġew espressi anke fi żminijiet antiki. Il-ħassieba tal-ħin irrappreżentaw l-atomu fil-forma ta 'partikula ċkejkna u indiviżibbli ta' kwalunkwe sustanza. Huma argumentaw li m'hemm xejn iżgħar fl-univers milli atomu. Tali fehmiet kienu miżmuma mill-iskejjel u l-filosofi Griegi antiki kbar - Democritus, Lucretius, Epicurus. L-ipoteżijiet ta 'dawn il-ħallieqa llum huma magħquda taħt l-isem "atomiżmu antik".

Veduti Medjevali

Il-ħinijiet ta 'l-antikità għaddew, u fix-Xena Nofsana kien hemm ukoll xjentisti li esprimew diversi suppożizzjonijiet dwar l-istruttura tas-sustanzi. Madankollu, il-prevalenza tal-fehmiet filosofiċi reliġjużi u s-setgħa tal-knisja f'dik il-perjodu ta 'l-istorja fl-għeruq waqqfet kwalunkwe tentattiv u aspett tal-moħħ tal-bniedem għal konklużjonijiet u skoperti xjentifiċi materjali. Kif tafu, l-Inquisizzjoni medjevali kienet ferm mhux favorevoli għar-rappreżentanti tad-dinja xjentifika tal-ħin. Jibqa 'ngħid li l-imħuħ qawwija minn dakinhar kienu ġejjin mill-idea ta' l-antikità ta 'l-indiviżibilità ta' l-atomu.

Studji tas-sekli 18 u 19

Is-seklu 18 kien ikkaratterizzat minn skoperti serji fil-qasam ta 'l-istruttura elementari tal-materja. L-aktar minħabba l-isforzi ta 'xjentisti bħal Antoine Lavoisier, Mikhail Lomonosov u John Dalton. Irrispettivament minn xulxin, irnexxielhom jippruvaw li l-atomi jeżistu. Iżda l-kwistjoni tal-istruttura interna tagħhom baqgħet miftuħa. It-tmiem tas-seklu 18 kien immarkat b'avveniment notevoli bħal dan fid-dinja xjentifika bħall-iskoperta minn DI Mendeleev tas-sistema perjodika ta 'elementi kimiċi. Sar sforz verament qawwi ta 'dak iż-żmien u fetaħ il-velu fuq il-fehma li l-atomi kollha huma ta' l-istess natura, li huma relatati ma 'xulxin. Fil-ġejjieni, fis-seklu 19, pass importanti ieħor lejn l-iżvelar ta 'l-istruttura ta' l-atomu kien il-prova li teżisti elettroni f'xi wieħed minnhom. Ix-xjenzati ta 'dan il-perjodu ppreparaw bażi fertili għall-iskoperti tas-seklu 20.

L-esperimenti ta 'Thomson

Il-fiżikatur Ingliż John Thomson fl-1897 wera li l-kompożizzjoni tal-atomi tinkludi elettroni b'karika negattiva. F'dan l-istadju, il-kunċett falz li l-atomu huwa l-limitu tad-diviżibbiltà ta 'kwalunkwe sustanza ġie meqrud kompletament. Kif għamlet Thomson biex tipprova l-eżistenza ta 'elettroni? Ix-xjenzat fl-esperimenti tiegħu poġġa l-elettrodi f'gassijiet rari ħafna u għadda kurrent elettriku. Bħala riżultat, raġġi tal-katodu dehru. Thomson studja bir-reqqa l-karatteristiċi tagħhom u sab li huma nixxiegħa ta 'partiċelli ċċarġjati li jimxu b'rata tremenda. Ix-xjentist seta 'jikkalkula l-massa ta' dawn il-partiċelli u l-ħlas tagħhom. Huwa sab ukoll li ma jistgħux jiġu kkonvertiti għal partiċelli newtrali, peress li l-ħlas elettriku huwa l-bażi tan-natura tagħhom. Allura l -elettroni ġew skoperti. Thomson huwa wkoll il-kreatur tal-ewwel mudell tal-istruttura atomika fid-dinja. Skont dan, atomu huwa mazz ta 'materja ta' tagħbija pożittiva li fiha elettroni b'nefqa negattiva huma distribwiti b'mod uniformi. Tali struttura tispjega n-newtralità ġenerali tal-atomi, peress li l-ħlasijiet opposti jibbilanċjaw lil xulxin. L-esperimenti ta 'John Thomson saru imprezzabbli għal aktar studju ta' l-istruttura ta 'l-atomu. Madankollu, bosta mistoqsijiet baqgħu mingħajr tweġiba.

Riċerka minn Rutherford

Thomson skopra l-eżistenza ta 'elettroni, iżda ma setax isib partiċelli miżmuma b'mod pożittiv fl-atomu. Ernest Rutherford ikkoreġa dan in-nuqqas ta 'ftehim fl-1911. Waqt l-esperimenti, l-istudju ta 'l-attività ta' partiċelli alfa fil-gassijiet, huwa skopra li l-partiċelli huma preżenti fl-atomu, iċċarġjati b'mod pożittiv. Rutherford ra li meta r-raġġi jgħaddu minn gass jew minn pjanċa tal-metall irqiq, ammont żgħir ta 'partiċelli jitlaq mit-trajettorja tal-moviment. Huma litteralment threwhom lura. Ix-xjenzat ħaseb li din l-imġieba hija dovuta għal ħabta b'partiċelli pożittivi. Dawn l-esperimenti ppermettew lill-fiżiċista biex joħloq mudell ta 'l-istruttura ta' l-atomu Rutherford.

Mudell planetarju

Issa l-opinjonijiet tax-xjenzat kienu kemmxejn differenti mill-assunzjonijiet magħmula minn John Thomson. Il-mudelli ta 'l-atomi tagħhom saru wkoll differenti. L-esperjenza ta 'Rutherford ppermettietlu joħloq teorija kompletament ġdida f'dan il-qasam. L-iskoperti tax-xjenzat kienu ta 'importanza deċiżiva għall-iżvilupp ulterjuri tal-fiżika. Il-mudell ta 'Rutherford jiddeskrivi l-atomu bħala nukleu li jinsab fiċ-ċentru, u elettroni jiċċaqalqu madwaru. In-nukleu għandu ħlas pożittiv, u l-elettroni - wieħed negattiv. Il-mudell ta 'l-atomu skond Rutherford assuma r-rotazzjoni ta' elettroni madwar in-nukleu tul ċerti trajettorji - orbits. L-iskoperta tax-xjenzat għenet biex tispjega r-raġuni għad-diflessjoni tal-partiċelli alfa u saret l-impetu għall-iżvilupp tat-teorija nukleari ta 'l-atomu. Fil-mudell ta 'l-atomu Rutherford, hemm analoġija mal-moviment tal-pjaneti tas-sistema solari madwar ix-Xemx. Dan huwa paragun preċiż ħafna u stramb. Għalhekk, il-mudell Rutherford, l-atomu li orbita n-nukleu madwar in-nukleu, kien jissejjaħ planetarju.

Xogħlijiet minn Niels Bohr

Sentejn wara, il-fiżikatur Daniż Niels Bohr ipprova jikkombina ideat dwar l-istruttura ta 'atomu bil-proprjetajiet kwantistiċi tal-fluss tad-dawl. Il-mudell nukleari ta 'l-atomu ta' Rutherford tqiegħed miċ-xjentist fuq il-bażi tat-teorija l-ġdida tiegħu. Skont is-suppożizzjoni ta 'Bohr, l-atomi jduru madwar in-nukleu tul orbita ċirkolari. Tali trajettorja ta 'mozzjoni twassal għal aċċellerazzjoni tal-elettroni. Barra minn hekk, l-interazzjoni ta 'Coulomb ta' dawn il-partiċelli maċ-ċentru tal-atomja hija akkumpanjata mill-ħolqien u l-konsum tal-enerġija biex jinżamm il-kamp elettromanjetiku spazjali li jirriżulta mill-moviment tal-elettroni. Taħt dawn il-kundizzjonijiet, il-partiċelli ċċarġjati b'mod negattiv għandhom jaqgħu xi drabi fuq il-qalba. Iżda dan ma jseħħx, li jindika stabbiltà akbar ta 'atomi bħal sistemi. Niels Bohr induna li l-liġijiet tat-termodinamika klassika, deskritti mill-ekwazzjonijiet ta 'Maxwell, ma jaħdmux f'kondizzjonijiet intra-atomiċi. Għalhekk, ix-xjenzat stabbilixxa lilu nnifsu l-kompitu li joħroġ liġijiet ġodda li jkunu validi fid-dinja tal-partiċelli elementari.

Posterati ta 'Bora

L-iktar minħabba l-fatt li kien hemm mudell ta 'Rutherford, l-atomu u l-komponenti tiegħu kienu studjati sew, Niels Bohr kien kapaċi javviċina l-ħolqien tal-postulati tiegħu. L-ewwel minnhom jgħid li l-atomu għandu stati stazzjonarji, li taħthom ma jbiddilx l-enerġija tiegħu, u l-elettroni jimxu tul orbita mingħajr ma jbiddlu t-trajettorja tagħhom. Skont it-tieni postulat, meta elettru jiċċaqlaq minn orbita għal oħra, l-enerġija tiġi rilaxxata jew assorbita. Hija ugwali għad-differenza bejn l-enerġiji ta 'l-istati preċedenti u sussegwenti ta' l-atomu. F'dan il-każ, jekk l-elettron joħroġ għal eqreb lejn l-orbita tan-nukleu, allura l- enerġija toħroġ (photon), u viċe versa. Minkejja l-fatt li l-moviment tal-elettroni ma jixbahx it-trajettorja orbitali li tinsab strettament matul iċ-ċirkonferenza, l-iskoperta ta 'Bohr għamlitha possibbli li tinkiseb spjegazzjoni eċċellenti għall-eżistenza ta' spektrum tal- linja tal-atomu tal-idroġenu. Bejn wieħed u ieħor fl-istess ħin, il-fiżiċi Hertz u Frank, li għexu fil-Ġermanja, ikkonfermaw id-duttrina ta 'Niels Bohr dwar l-eżistenza ta' stati stabbli u stabbli ta 'atomu u l-possibbiltà li jinbidlu l-valuri tal-enerġija atomika.

Kooperazzjoni ta 'żewġ xjentisti

Mill-mod, Rutherford għal żmien twil ma setax jiddetermina l- ħlas tan-nukleu. Ix-xjentisti Marsden u Geiger ippruvaw jerġgħu jiċċekkjaw id-dikjarazzjonijiet ta 'Ernest Rutherford u, bħala riżultat ta' esperimenti u kalkoli dettaljati u bir-reqqa, ikkonkludew li n-nukleu huwa l-karatteristika l-iktar importanti ta 'atomu, u l-ħlas kollu tiegħu huwa kkonċentrat fiha. Aktar tard ġie ppruvat li l-valur tat-tariffa nukleari huwa numerikament ugwali għan-numru ordinali tal-element fis-sistema perjodika tal-elementi ta 'DI Mendeleev. Huwa interessanti li Niels Bohr malajr sar familjari ma 'Rutherford u qablu bis-sħiħ mal-fehmiet tiegħu. Aktar tard, ix-xjenzati ħadmu flimkien għal żmien twil fl-istess laboratorju. Il-mudell ta 'Rutherford, l-atomu bħala sistema li tikkonsisti f'partikuli elementari ċċarġjati, tqieset minn Niels Bohr bħala ġust u permanenti tannulla l-mudell elettroniku tiegħu. L-attività xjentifika konġunta tax-xjenzati rnexxiet ħafna u ġabet frott. Kull wieħed minnhom marru fil-fond fl-istudju tal-proprjetajiet tal-partiċelli elementari u għamlu skoperti importanti fix-xjenza. Aktar tard, Rutherford skopra u pprova l-possibbiltà ta 'dekompożizzjoni nukleari, iżda dan diġà huwa s-suġġett ta' artikolu ieħor.