Моделі атома Томсона і Резерфорда коротко

Дата:

2018-07-18 15:30:11

Перегляди:

219

Рейтинг:

1Дизлайк 0Любити

Поділитися:

Ще за часів Давньої Греції філософи здогадувалися про внутрішню будову речовини. А перші моделі будови атомів з'явилися вже на початку XX століття. Гіпотеза Дж. Томсона не була сприйнята науковим співтовариством того часу критично – адже до неї вже були висунуті різні теорії про те, що ж знаходиться усередині найдрібніших частинок матерії.

моделі атома томсона і резерфорда

«Пудинг з родзинками», або модель Томсона

Аж до XIX століття вчені припускали, що атом є неподільним. Проте все змінилося після того, як Джозеф Томсон у 1897 році відкрив електрон – стало зрозуміло, що вчені помилялися. Обидві моделі атома Томсона і Резерфорда були висунуті на початку минулого століття. Першою з'явилася модель У. Томсона, який висловлював припущення про те, що атом є згустком матерії, яка має позитивний електричний заряд. Всередині цього згустку знаходяться рівномірно розподілені електрони – саме тому дана модель була названа «кексовой». Адже згідно їй електрони в матерії розташовуються подібно цікавинок в кексі. Інше неофіційну назву моделі – «Пудинг з родзинками».

моделі будови атома томсона і резерфорда

Заслуги Дж. Томсона

Дана модель була розроблена ще більш детально Дж. Дж. Томсоном. На відміну від У. Томсона, він припускав, що електрони в атомі розташовуються строго на одній площині, що представляють собою концентричні кільця. Незважаючи на однакову важливість моделей атома Томсона і Резерфорда для науки того часу, варто зазначити, що Дж. Томсоном, крім усього іншого, вперше був запропонований спосіб визначення кількості електронів усередині атома. Його метод був заснований на розсіяння рентгенівських променів. Дж. Томсон припустив, що саме електрони є тими частинками, які повинні бути в центрі розсіювання променів. Крім того, саме Томсон був тим вченим, який відкрив електрони. У сучасних школах саме з вивчення його відкриттів починається вивчення курсу квантової механіки.

Більше:

Перший штучний супутник Землі

Перший штучний супутник Землі

Перший штучний супутник Землі є одним з найбільших досягнень науки ХХ століття. Тим не менш, як це ні парадоксально, цьому великому науковому і технічному досягненню значною мірою сприяла холодна війна між двома наддержавами: США і Радянським Союзом....

Що таке соціалізація, і як вона змінює людину

Що таке соціалізація, і як вона змінює людину

Спробуємо розібратися, що таке соціалізація, в чому її сутність і особливість. Адже для кожної особистості входження у суспільство і засвоєння його основних норм є фундаментом до подальшої безпроблемною і успішного життя і діяльності. Отже, що таке с...

Принц Чарльз – головний спадкоємець британського престолу

Принц Чарльз – головний спадкоємець британського престолу

Згідно із законом королівства Великобританія, спадкоємець британського престолу - це старший закононароджена син чинного монарха або ж попереднього претендента на престол. Однак якщо у царюючого особи немає дитини чоловічої статі, то право спадкуванн...

Мінуси теорії Томсона

Однак у порівнянні з моделлю Резерфорда, модель атома Томсона мала один суттєвий недолік. Вона не могла пояснити дискретний характер випромінювання атома. Не можна було й сказати що-небудь про причини стійкості атома. Остаточно вона була спростована, коли були зроблені знамениті досліди Резерфорда. Модель атома Томсона при цьому мала не меншу цінність для науки того часу, ніж інші гіпотези. Необхідно враховувати, що всі ці моделі, що були на той момент, були суто гіпотетичними.

модель атома томсона досліди резерфорда

Особливості досліду Резерфорда

У 1906-1909 роках Р. Гейгером, Е. Мардсеном і Е. Резерфордом були проведені досліди, в ході яких альфа-частинки піддавалися розсіювання на поверхні золотої фольги. Коротко моделі атома Томсона і Резерфорда описуються наступним чином. У моделі Томсона електрони розподілені в атомі нерівномірно, а в теорії Резерфорда – обертаються в концентричних площинах. Відмітною фактором у досвіді Резерфорда було використання саме альфа-частинок замість електронів. Альфа-частинки, на відміну від електронів, мали набагато більшою масою, і не зазнавали значних відхилень, коли стикалися з електронами. Тому у вчених була можливість реєструвати тільки ті сутички, які відбувалися з позитивно зарядженою частиною атома.

моделі атома томсона і резерфорда коротко

Роль відкриття Резерфорда

Цей досвід мав вирішальне значення для науки. З його допомогою вчені змогли отримати відповіді на ті питання, які залишалися загадкою для авторів різних моделей атома. Томсон, Резерфорд і Бор, хоча і володіли однаковою базою, все ж внесли кілька різний внесок у науку – і результати дослідів Резерфорда в даному випадку були вражаючими. Їх результати виявилися прямо протилежними тому, що очікували побачити вчені.

Велика частина альфа-частинок проходило через лист фольги з прямим (або безпосереднім) траєкторіях. Однак траєкторії деяких альфа-частинок відхилялися на значні кути. А це було свідченням того, що в атомі перебувало освіта з дуже великою густиною, і що мало позитивний заряд. У 1911 році на основі експериментальних даних була висунута модель будови атома Резерфорда. Томсон, теорія якого до цього вважалася пануючою, в цей час продовжував працювати в лабораторії Кавендишского університету. До кінця свого життя вчений продовжував вірити в існування механічного ефіру, незважаючи на всі успіхи в наукових дослідженнях того часу.

моделі атомів бору резерфорда і томсона

Планетарна модель Резерфорда

Узагальнивши результати експериментів, Ернест Резерфорд висунув основні положення своєї теорії: згідно з нею, атом складається з важкого і щільного ядра дуже малих розмірів; навколо цього ядра розташовані електрони, що знаходяться в безперервному русі. Радіуси орбіт цих електронів також малі: вони складають 10-9 м. Ця модель була названа «планетарної» за свою схожість з моделлю Сонячної системи. В ній планети рухаються по еліптичних орбітах навколо величезного і масивного центру, що володієтяжінням – Сонця.

Електрони обертаються в атомі з такою гігантською швидкістю, що утворюють навколо поверхні атома щось на зразок хмари. Відповідно до теорії Резерфорда, атоми розташовуються один від одного на деякій відстані, що дозволяє їм злипатися один з одним. Адже навколо кожного з них існує негативно заряджена електронна оболонка.

різні моделі атома томсона резерфорд бор

Моделі атома Томсона і Резерфорда: основні відмінності

Які ж основні відмінності між двома найважливішими теорій будови атома? Резерфорд припускав, що в центрі атома знаходиться ядро, що володіє позитивним електричним зарядом, і обсяг якого, в порівнянні з розмірами атома, мізерно малий. Томсон ж припускав, що весь атом являє собою утворення з великою щільністю. Другим головним відзнакою було розуміння положення електронів в атомі. Згідно Резерфорду, вони обертаються навколо ядра, і їх число приблизно дорівнює ½ атомної маси хімічного елемента. В теорії Томсона ж електрони всередині атома розподілені нерівномірно.

Мінуси теорії Резерфорда

Проте, незважаючи на всі переваги, на той момент теорія Резерфорда містила в собі одне важливе протиріччя. За законами класичної електродинаміки, електрон, що обертався навколо ядра, повинен був постійно випускати порції електричної енергії. З-за цього радіус орбіти, по якій рухається електрон, повинен був безупинно випромінювати електромагнітне випромінювання. Згідно з цим уявленням, час життя атома має бути мізерно малим.

Найчастіше, коли говорять про відкриття внутрішньої будови атома, згадують імена Томсона і Резерфорда. Досліди Резерфорда, модель атома якого зараз відома кожного студента фізико-математичних відділень у вузах, в даний час є частиною історії науки. Коли Резерфорд зробив своє відкриття, він вигукнув: «Тепер мені відомо, як виглядає атом!» Проте насправді він помилявся, адже справжня картина стала відома вченим набагато пізніше. Хоча модель Резерфорда була піддана з плином часу значних коректив, її зміст залишився незмінним.

моделі атома томсона і резерфорда досліди резерфорда

Модель Бора

Однак крім моделей атома Томсона і Резерфорда, існувала ще одна теорія, пояснює внутрішня будова цих найдрібніших частинок матерії. Вона належить Нільсу Бору – датському фізику, який запропонував своє пояснення в 1913 році. Відповідно до його моделі, електрон в атомі не підпорядковується стандартним фізичним законам. Саме Бор був тим вченим, який ввів у науку поняття про співвідношення між радіусом орбіти електрона і його швидкістю.

В процесі створення своєї теорії Бор взяв за основу модель Резерфорда, однак піддав її значного доопрацювання. Моделі атомів Бору, Резерфорда і Томсона зараз можуть видатись дещо простими, проте саме вони лягли в основу сучасних уявлень про внутрішню будову атома. Сьогодні загальноприйнятою є квантова модель атома. Незважаючи на те, що квантова механіка не може описувати рух планет Сонячної системи, поняття орбіти досі залишилося в теоріях, що описують внутрішню будову атома.


Article in other languages:

AR: https://tostpost.com/ar/education/2205-the-atom-model-of-thomson-and-rutherford-briefly.html

BE: https://tostpost.com/be/adukacyya/3879-madel-atama-tomsana-rezerforda-koratka.html

DE: https://tostpost.com/de/bildung/3879-atommodell-von-thomson-und-rutherford-kurz.html

En: https://tostpost.com/education/10353-the-atom-model-of-thomson-and-rutherford-briefly.html

ES: https://tostpost.com/es/la-educaci-n/3884-el-modelo-del-tomo-de-thomson-y-de-rutherford-brevemente.html

HI: https://tostpost.com/hi/education/2205-the-atom-model-of-thomson-and-rutherford-briefly.html

JA: https://tostpost.com/ja/education/2204-the-atom-model-of-thomson-and-rutherford-briefly.html

KK: https://tostpost.com/kk/b-l-m/3882-model-atomny-tomson-t-zhyrymdamalary-zh-ne-rezerford-ys-asha.html

PL: https://tostpost.com/pl/edukacja/3883-model-atomu-thomsona-i-rutherforda-kr-tko.html

PT: https://tostpost.com/pt/educa-o/3880-o-modelo-do-tomo-de-thomson-e-o-de-rutherford-breve.html

TR: https://tostpost.com/tr/e-itim/3887-modeli-atomun-thomson-ve-rutherford-k-saca.html

ZH: https://tostpost.com/zh/education/2387-the-atom-model-of-thomson-and-rutherford-briefly.html






Alin Trodden - автор статті, редактор
"Привіт, Я Алін Тродден. Я пишу тексти, читаю книги і шукаю враження. І я непогано вмію розповідати вам про це. Я завжди радий брати участь у цікавих проектах."

Примітка (0)

Ця стаття не має коментарів, будьте першим!

Додати коментар

Новини

Хто такий оппа в Кореї?

Хто такий оппа в Кореї?

Як говорилося у відомому радянському фільмі, Схід – справа тонка. А вже якщо говорити про східних мовах, то тут і зовсім багатьом здається, що складнощів у них стільки, що вивчити іноземцю таке ну ніяк неможливо. У той же ча...

Що таке регіон і чим він відрізняється від району та області

Що таке регіон і чим він відрізняється від району та області

В останні час у деяких політиків стало модно замість таких зрозумілих слів, як «район», «край», «область», вживати іноземний термін «регіон». З одного боку, зрозуміло, що мовець має ...

Початок, етапи та причини Північної війни. Підсумки Північної війни

Початок, етапи та причини Північної війни. Підсумки Північної війни

Що ж являла собою на початку сімнадцятого століття російська зовнішня політика? Північна війна - боротьба за узбережжі Балтійського моря - ось основна і найважливіша подія тих років. Бій тривав двадцять один рік. Деякі його іменую...

Вавилов Микола Іванович: коротка біографія для дітей

Вавилов Микола Іванович: коротка біографія для дітей

Вавілов Микола Іванович, коротка біографія якого вивчається шкільною програмою, – відомий генетик, російський рослинник, географ, засновник вчення про походження культурних рослин і біологічні засади селекції, ініціатор ство...

Значення фразеологізму

Значення фразеологізму "в усі лопатки", його походження

Фразеологізми здатні яскраво висловити властивості предметів і явищ, характери та особливості людей, їх дії. Важко уявити нашу мову без цих яскравих ідіом. Проте, перш ніж використовувати, необхідно знати значення, щоб не потрапит...

Центральні рівнини: географічне положення, клімат, особливості

Центральні рівнини: географічне положення, клімат, особливості

Центральні рівнини – регіон, розташований в центрі Північної Америки. Являє собою низовинний рельєф, складений рівнинами різного типу: моренними, озерними, лессовыми і зандровыми. На північному сході межують з гірською систе...