Planetarysk model fan Rutherford, atoom yn 'e Rutherford model

Untdekkings op it mêd fan atoomstruktuer binne in wichtich stap wurden wurden yn 'e ûntwikkeling fan de natuerkunde. Fan grut belang wie it model fan Rutherford. Atom as systeem en dieltsjes, har komponinten, waard súksesfol genôch en yn detail ûndersocht. Dit late ta suksesfolle ynrjochting fan sa'n wittenskip as kearnfysika.

Alde begripen fan 'e struktuer fan saken

De oerlevering dat de omlizzende lichems besteane út de lytste dieltsjes, binne ek yn âlde tiden útdrukt. De tinkers fan 'e tiid fertsjinnen it atoom yn' e foarm fan in lyts en unparteilich dieltsje fan elke substansje. Se arguten dat der yn it hielal neat yn 'e universum is as in atoom. Dizze persoanen waarden hâlden troch de grutte âlde Grykske gelearden en filosofen - Democritus, Lucretius, Epicurus. De hyptezen fan dizze tinkers binne hjoeddeistich ferienige ûnder de namme "âlde atomisme".

Middellieuze werjeften

De tiden fan 'e âldheid binne oerbrocht, en yn' e Midsieuwen wiene ek wittenskippers dy't ferskate oanfurdigingen ekspresje oer de struktuer fan stoffen. De befolking fan religieuze filosofyske sjenningen en de krêft fan 'e tsjerke yn' e tiid fan 'e skiednis op' e wurken stoppe allegear besikingen en aspiraasjes fan 'e minske tinken oan materialistyske wittenskiplike konklúzjes en ûntdekkingen. As jo witte, wie de Midsieuske Inkwisysje tige unfreonlik oan 'e fertsjintwurdigers fan' e wittenskiplike wrâld fan 'e tiid. It bliuwt te sizzen dat de doe helle gedachten út it Aldheididee kommen binne fan 'e ûnbidichheid fan it atoom.

Undersyk fan 'e 18e en 19e ieu

De 18e ieu waard markearre troch serieuze ûntdekkings op it gebiet fan 'e elemintêre struktuer fan saken. Foar it grutste part te tankjen oan 'e ynset fan wittenskippers lykas Antuan Lavuaze, Michail Lomonosov en Dzhon Dalton. Neffens inoar kinne se beprateare dat de atomen bestean. Mar de fraach fan har ynterne struktuer bleau iepen. It ein fan 'e 18de ieu waard markearre troch sa'n opmerklike evenemint yn' e wittenskiplike wrâld as de ûntdekking fan DI Mendeleev fan it periodyk systeem fan gemyske eleminten. It waard in echt krêftige trochbraak fan dy tiid en iepene de skuorre oer it begryp dat alle atomen fan deselde aard binne, dat se mei elkoar ferbûn binne. Yn 'e takomst, yn' t de 19e ieu, in oar wichtich stap op it fuortbringen fan de struktuer fan it atoom wie it bewiis dat in elektroanen yn ien fan harren bestiet. It wurk fan wittenskippers fan dizze perioade produsearre fruchtbere grûn foar de ûntdekkings fan 'e 20e ieu.

Thomson's eksperiminten

De Ingelske natuerkundige John Thomson yn 1897 bewiisde dat de komposysje fan atomen de elektroanen hat mei in negative lading. Op dit stuit is de falske opmerking dat it atoom is de limyt fan 'e divisibiliteit fan elke substân is folslein ferneatige. Hoe soe Thomson it bestean fan elektronen behertigje? De wittenskipper yn syn eksperiminten sette elektroanen yn tige seldsume gassen en passe in elektrysk stream. As resultaat kamen kathodenstraasjes. Thomson studearre sertifisearre har karakteristiken en fûn dat se in stream fan ferwidere particulieren binne dy't nei in heule sektor ferpleatse. De wittenskipper koe de massa fan dizze dieltsjes en har lading te berekkenjen. Hy fûn ek út dat se net omset wurde kinne yn neutrale dieltsjes, om't elektriele lading de basis is fan har natuer. Sa wiene de elektroanen steane iepen. Thomson is ek de skepper fan it earste model fan 'e atoomstruktuer yn' e wrâld. Neffens dat is in atoom in heule posityf opbrutsen mate wêryn't negatyf opladene elektroanen lykwichtlik ferspraat binne. Sokke instruktuer ferklearret de algemiene neutraliteit fan atomen, om't de tsjinoerstelde lieningen elkoar lykwine. De eksperiminten fan John Thomson wiene ûnwisbere foar fierdere stúdzje fan 'e struktuer fan it atoom. Mar in protte fragen blieken ûnbeantwurde.

Undersyk troch Rutherford

Thomson ûntdekte it bestean fan elektroanen, mar hy koe net fêst positive opdielde particulieren yn it atoom fine. Ernest Rutherford ferbettere dizze flater yn 1911. Tidens de eksperiminten ûndersocht de aktiviteit fan alfa-dieltsjes yn gassen, hy ûntdekt dat dieltsjes yn it atoom oanwêzich binne, posityf opladen. Rutherford seach dat as reagenzjes troch in gas trochrinne troch in dûnse metalen plate, in lytse diel fan partikel drift fan 'e trajectory fan beweging. Se litte se letterlik werde. De wittenskipper soarge derfoar dat dit gedrach ûntstiet troch in gearwurking mei posityf opladen partijen. Sokke eksperiminten litte de natuerkundigen in model meitsje fan 'e struktuer fan it Rutherford atoom.

Planetarysk model

No binne de opfettingen fan 'e wittenskipper wat oars ôfhinklik fan' e assumingen makke troch John Thomson. Har modellen fan atomen waarden ek oars. Rutherford syn ûnderfining tastien him te meitsjen in hiel nije teory yn dit fjild. De ûntdekkings fan 'e wittenskipper wienen fan bepalend belang foar de fierdere ûntjouwing fan' e fysika. It Rutherford-model beskriuwt it atoom as in nucleus yn it sintrum lizzende, en elektronen om it hinne hinne. De kearn hat in positive lading, en de elektroanen - in negatyf. It model fan it atoom neffens Rutherford naam de rotaasje fan elektronen om 'e kearn oer guon trajektoares - banen. De ûntdekking fan 'e wittenskipper joech de reden de ferklearring fan' e alpha-dieltsjes ferklearje en waard de ympuls foar de ûntwikkeling fan de kearnteoryt fan it atoom. Yn it model fan it Rutherford atoom is der in analogy mei de moasje fan 'e planeten fan it sinnestelsel om' e sinne. Dit is in krektens krekt en libbensferliking. Dêrom is it Rutherford-model, it atoom dêr't it kearn om de kearn hinne rint, waard planetarium neamd.

Werken fan Niels Bohr

Twa jier letter besocht de Deensk natuerkundige Niels Bohr te kombinearjen ideeën oer de struktuer fan in atoom mei de kwantum eigenskippen fan ljochtflux. It nuklearmodel fan it atoom fan Rutherford waard troch de wittenskipper pleatst op basis fan syn nije teory. Neffens Bohr's oerlevering rotearje de atomen om 'e kearn om' e krekte rûnbôgen hinne. Sels in trajectory fan beweging liedt ta in fersnelling fan 'e elektroanen. Dêrnjonken is it Coulomb ynteraksje fan dizze dieltsjes mei it sintrum fan 'e atom begelaat troch de skepping en konsumpsje fan enerzjy om it romtlike elektromagnetysk fjild te behâlden dy't ûntstiet út' e beweging fan elektroanen. Under sokke omstannichheden moatte negatyf beladene dieltsjes ienris op 'e kearn falle. Mar dit komt net, wat jout in gruttere stabiliteit fan atomen as systeeën. Niels Bohr realisearre dat de wetten fan klassike thermodynamika, beskreaun troch Maxwell's lykwols, net wurkje ûnder yntra-atomyske betingsten. Dêrom sette de wittenskipper himsels de taak om nije wetten te ûntfangen dy't jildich wêze soe yn 'e wrâld fan elemintêre dieltsjes.

Plakaten fan Bora

Ferskillende redenen troch it feit dat in model fan Rutherford wie, waard it atoom en syn komponinten goed studearre, Niels Bohr koe it oanmeitsjen fan syn postulaten oanpakke. De earste fan har fertelt dat it atoom stiet, dêr't it net enerzjy feroaret, en elektronen trochgean oan 'e banen sûnder har trajectory te feroarjen. Neffens it twadde postulat, as in elektroanus fan ien orbit nei in oar bewegt, wurdt de enerzjy loslitten of opnommen. It is lyk oan it ferskil tusken de energyen fan 'e foarôfgeande en folgjende staten fan it atoom. Yn dit gefal, as in elektron springt om tichter by de kearn fan 'e baan, it is ynfoege, enerzjy (fotoanen), en oarsom. Nettsjinsteande it feit dat de beweging fan de elektroanen amper liket orbital trajekt ynlevere strikt circumferential iepening Bohr mooglik te krijen poerbêst ferklearring foar it bestean fan 'e line spektrum fan de wetterstofbom atoom. Op itselde tiid fêstigen de natuerkundigen Hertz en Frank, dy't yn Dútslân wennen, befêstige Niels Bohr's lear fan 'e besteande stasjonale, stabile steat fan in atoom en de mooglikheid om de wearden fan atomêre enerzjy te feroarjen.

Gearwurking fan twa wittenskippers

By the way, Rutherford foar langere tiid koe net bepale de wacht fen 'e kearn. De wittenskippers Marsden en Geiger besochten Ernesto Rutherford syn ferklearring te reitsjen en, as gefolch fan detaillearre en grûn eksperiminten en berekkeningen, konkludearre dat de kearn is it wichtichste karakteristyk fan in atoom, en har folsleine lading is konsintrearre yn it. Letter waard bewiisd dat de wearde fan 'e nukleêre lading is nûmerlik as it ramtnûmer fan it elemint yn it periodike systeem fan elemint fan DI Mendeleev. It is nijsgjirrich dat Niels Bohr in koarte tiid mei Rutherford yn 'e kunde kaam en folslein oerienkommen wie mei syn opfettings. Letter wiene de wittenskippers in lange tiid yn deselde laboratoarium gear. Rutherford's model, it atoom as in systeem besteande út elemintele opdielde dieltsjes, waard beskôge troch Niels Bohr om krekt en eartiids syn elektronysk model te bewarjen. Joatyske wittenskiplike aktiviteit fan wittenskippers is tige suksesfolle en hat frucht droegen. Elk fan harren gie djip yn 'e stúdzje fan' e eigenskippen fan elemintêre dieltsjes en makke wichtige ûntdekkings foar wittenskip. Letter ûntduts Rutherford de mooglikheid fan kearndekomposysje, mar dit is al it tema fan in oar artikel.