Patirties Rutherford sklaida alfa dalelių (trumpas)

Ernestas Rutherfordas yra vienas iš steigėjųpagrindinė atomo vidinės struktūros teorija. Moksleivis gimė Anglijoje, emigrantų iš Škotijos šeimoje. Rutherfordas buvo ketvirtas vaikas savo šeimoje, o pats talentingiausias. Jis padarė ypatingą indėlį į atomo struktūros teoriją.

Pradinės idėjos apie atomo struktūrą

Reikia pažymėti, kad priešGarsusis "Rutherford" eksperimentas dėl alfa dalelių išsisklaidymo, tuomet dominuojantis atomo struktūros idėja, buvo Thompsono modelis. Šis mokslininkas buvo įsitikinęs, kad teigiamas krūvis vienodai užpildė visą atomo kiekį. Neigiamos įtampos elektronai, mintis Thompson, buvo tarsi į ją įmirkyti.

Būtinos sąlygos mokslinei revoliucijai

Išėjęs iš mokyklos, Rutherfordas yra labiausiaitalentingas studentas gavo 50 svarų stipendiją tolesniam studijoms. Dėl to jis sugebėjo eiti į Naujosios Zelandijos koledžą. Be to, jaunasis mokslininkas egzaminuoja Kenterberio universitete ir pradeda rimtai užsiimti fizika ir chemija. 1891 m. Rutherfordas padarė savo pirmąją ataskaitą tema "Elementų evoliucija". Jame pirmą kartą istorijoje buvo išreikšta idėja, kad atomai yra sudėtingos struktūros.

Tada moksleiviai dominavo idėjosDaltonas apie tai, kad atomai yra nedalomi. Visiems tiems, kurie apsupo Rutherfordą, jo idėja atrodė kaip tobulas beprotybė. Jaunasis mokslininkas nuolatos turėjo atsiprašyti kolegų už "nesąmones". Bet po 12 metų, Rutherfordas vis dar sugebėjo įrodyti savo bylą. Rutherfordas turėjo galimybę tęsti studijas Anglijos Cavendish laboratorijoje, kur jis pradėjo studijuoti oro jonizacijos procesus. Pirmasis Rutherfordo atradimas buvo alfa ir beta spinduliai.

Rutherfordo patirtis

Trumpai apie atradimą galima apibūdinti taip: 1912 m. Rutherford kartu su jo padėjėjais atliko savo garsųjį eksperimentą - alfa dalelės buvo išmetamos iš švino šaltinio. Visos dalelės, išskyrus tuos, kurie buvo absorbuotos švinu, judėjo nustatytame kanale. Jų siauras srautas nukrito plonu folijos sluoksniu. Ši linija buvo statmena lapui. Patirties Rutherford sklaida alfa dalelių įrodyta, kad šie dalelės, kurios praeina per folijos lapo per, taip vadinamas scintiliacijos sukelia ekrane.

Šis ekranas buvo padengtas specialia medžiaga, kuriji pradėjo švytėti, kai alfa dalelės nukentėjo. Tarp aukso folijos sluoksnio ir ekrano vietos buvo pripildytas vakuumas, kad alfa dalelės nesiskirtų ore. Toks prietaisas leido mokslininkams stebėti daleles, kurios išsisklaido maždaug 150 ° kampu.

Jei folija nenaudojama kaip aalfa dalelių spindulių kliūtys, tada ant ekrano susidarė lengvas žvilgančių spindulių ratas. Tačiau kai tik jie susidūrė su aukso folijos barjeru prieš juostelę, vaizdas labai pasikeitė. Blyksimai atsirado ne tik už šio puodelio, bet ir priešingoje pusėje folijos. Rutherfordo patirtis alfa dalelių išsisklaidime parodė, kad dauguma dalelių praeina per foliją be pastebimų judesio trajektorijos pokyčių.

Tuo pat metu kai kurios dalelės nukrypo nuoo didelis kampas ir net atmesti. Už kiekvieną 10000, laisvai praeinantį aukso folijos dalelių sluoksnį, tik vienas nukrypęs kampu didesnis kaip 10 ° - kaip išimtis, viena iš dalelių buvo nukreipta tokiu kampu.

Alfa dalelių nukreipimo priežastis

Tai, ko patirtis išsamiai ištyrė ir įrodėRutherfordas - atomo struktūra. Ši situacija parodė, kad atomas nėra tęstinis mokymas. Dauguma dalelių laisvai praeina per foliją, kurios storis yra vienas. Kadangi alfa dalelių masė beveik 8000 kartų didesnė už elektrono masę, pastaroji negalėjo reikšmingai paveikti alfa dalelių trajektorijos. Tai galėtų padaryti tik atominis branduolys - mažų matmenų kūnas, turintis beveik visą masę ir visą elektros krūvį atomo. Tuo metu tai tapo reikšmingu anglų fiziko pasiekimu. Rutherfordo patirtis laikoma vienu iš svarbiausių atomo vidinės struktūros mokslo raidos etapų.

Kiti atradimai, gauti per atomo studijas

Šie tyrimai tapo tiesioginiais įrodymaisTai, kad teigiamas atomo įsiskverbimas yra jo branduolys. Šis plotas užima labai mažą plotą, palyginti su jo neatskiriamais matmenimis. Šis mažas tūris sklaidos alfa dalelių pasirodė labai tikėtina. Šie dalelės, kurios praėjo netoli atomo branduolio, išbandyta aštrių nukrypimus nuo kelio, nes tarp alfa daleles ir atominių branduolio išsijungia jėga buvo labai stiprus. Raderford eksperimentai dėl alfa dalelių sklaidos parodė, tikimybę, kad alfa dalelių gauna tiesiogiai į branduolį. Tiesa, tikimybė buvo labai maža, bet vis tiek nebuvo lygi nuliui.

Tai nebuvo vienintelis įrodytas faktasRutherfordo patirtis. Atomo struktūrą trumpai ištyrė jo kolegos, padarę keletą kitų svarbių atradimų. Be mokymo, kad alfa dalelės yra greitai judančios helio branduoliai.

Mokslininkas sugebėjo apibūdinti atomo struktūrą, kurioješerdis užima nedidelę visos apimties dalį. Jo eksperimentai parodė, kad praktiškai visas atomo uždegimas yra koncentruojamas jo branduolyje. Šiuo atveju atsiranda abu alfa dalelių deformacijos atvejai, taip pat jų susidūrimo su branduoliu atvejai.

Rutherfordo eksperimentai: atomo branduolinis modelis

1911 m., Rutherford po daugeliomoksliniai tyrimai pasiūlė atomo struktūros modelį, kurį jis pavadino planetine. Pagal šį modelį, atomo viduje yra branduolys, kuriame yra beveik visa dalelės masė. Elektronai judindami branduolį panašioms planetoms aplink Saulę. Iš jų visumos susidaro vadinamoji elektroninė debesis. Atrama turi neutralų įkrovą, kaip parodė Rutherfordo patirtis.

Ateities struktūra ateityje domisimokslininkas, vardu Niels Bohr. Būtent jis baigė Rutherfordo mokymą, nes prieš Borą planetinis atomo modelis pradėjo susidurti su paaiškinimų sunkumais. Kadangi elektronas juda aplink branduolį palei tam tikrą orbitą su pagreitėjimu, anksčiau ar vėliau jis turi nukristi ant atomo branduolio. Tačiau Nielsas Bohras sugebėjo įrodyti, kad klasikinės mechanikos įstatymai neveikia atomo.