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Rutherford modèle planétaire de l'atome modèle Rutherford

Découvertes dans le domaine de la structure atomique était une étape importante dans le développement de la physique. Une grande importance a été le modèle de Rutherford. Atom comme un système de particules et ses composants ont été étudiés de plus près et en détail. Cela a conduit à la mise en place réussie d'une science comme la physique nucléaire.

Les anciennes idées sur la structure de la matière

L'hypothèse selon laquelle les corps environnants sont composés de minuscules particules qui ont été faites dans les temps anciens. Thinkers ensuite atome représentés comme les plus petites particules indivisibles de toute substance. Ils ont fait valoir qu'il n'y a rien dans l'univers est plus petit en taille qu'un atome. Ces points de vue sont détenus par les grands savants et philosophes grecs – Démocrite, Lucrèce, Epicure. Hypotheses ces penseurs aujourd'hui réunis sous le nom de « atomisme antique. »

représentations médiévales

les temps anciens ont passé, et au Moyen-âge étaient aussi des scientifiques qui ont exprimé différentes hypothèses sur la structure de la matière. Cependant, la prédominance des conceptions religieuses et philosophiques du pouvoir de l'Église dans la période de l'histoire dans l'œuf toute tentative de réprimer et aspirations de l'esprit humain à des découvertes scientifiques matérialistes et découvertes. Comme on le sait, tout à fait sage l'Inquisition médiévale hostile avec des représentants du monde scientifique à l'époque. Il reste à dire que ces jours étaient esprits brillants venus de l'idée ancienne de l'indivisibilité de l'atome.

Études 18-19 ans

18ème siècle a été marquée par d'importantes découvertes dans le domaine de la structure élémentaire de la matière. En grande partie grâce aux efforts des scientifiques tels que Antuan Lavuaze, Mikhail Lomonosov et Dzhon Dalton. Indépendamment les uns des autres, ils ont pu prouver que les atomes existent vraiment. Mais la question de leur structure interne est restée ouverte. La fin du 18ème siècle a été marquée par un événement important dans le monde scientifique, comme la découverte de D. I. Mendeleevym tableau périodique des éléments chimiques. Ce fut vraiment une percée puissante que le temps de lever le voile étant entendu que tous les atomes ont la même nature, qu'ils sont liés les uns aux autres. Plus tard, au 19ème siècle, une autre étape importante vers la structure de démêler l'atome a été prouvé que la composition de l'un d'eux est présent électron. Les travaux des scientifiques de cette époque a produit un terrain fertile pour les découvertes du 20e siècle.

expériences Thomson

physicien britannique Dzhon Tomson en 1897 a montré que la structure d'atomes comprend des électrons ayant une charge négative. A ce stade, une fausse idée que l'atome – divisibilité limiter toute substance ont finalement été détruits. Comment Thomson a pu prouver l'existence de l'électron? Scientist dans ses expériences dans des électrodes de gaz très raréfié et le courant électrique est passé. Le résultat est les rayons cathodiques. Thomson a soigneusement étudié leurs caractéristiques et a constaté qu'ils sont un flux de particules chargées qui se déplacent à grande vitesse. Scientifique parvient à calculer la masse de ces particules et leur charge. Il a également découvert qu'ils ne peuvent pas être convertis en particules neutres, comme une charge électrique – est la base de leur nature. Étaient donc les électrons sont ouverts. Thomson est également le créateur du premier modèle de la structure atomique du monde. Selon elle, atome – un caillot chargé positivement la matière, qui sont distribués uniformément électrons chargés négativement. Ceci explique la structure d'ensemble d'atomes neutres, comme des charges opposées se neutralisent mutuellement. Des expériences Dzhona Tomsona est devenu une importance inestimable pour l'étude plus approfondie de la structure de l'atome. Cependant, de nombreuses questions sont restées sans réponse.

recherche Rutherford

Thomson a découvert l'existence de l'électron, mais il n'a pas pu trouver dans l'atome des particules chargées positivement. Ernest Rutherford a corrigé cette erreur en 1911. Au cours d'expériences étudiant l'activité des particules alpha dans les gaz, on constate qu'il y a des particules dans l'atome, la charge positive. Rutherford a constaté que en faisant passer le faisceau à travers le gaz ou par l'intermédiaire d'une plaque métallique mince est une déviation brusque d'une quantité mineure de particules de la trajectoire de déplacement. Ils ont juste jeté en arrière. Le scientifique a réalisé que ce comportement est dû à un choc avec les particules chargées positivement. Ces expériences permettront aux physiciens de modéliser la structure de l'atome Rutherford.

modèle planétaire

Maintenant, les différents un peu académique des hypothèses faites par John Thomson. Différents modèles d'acier et de leurs atomes. L'expérience de Rutherford lui a permis de créer une théorie entièrement nouvelle dans ce domaine. scientifique Discovery était crucial pour la poursuite du développement de la physique. Rutherford modèle décrit atome comme un noyau disposé au centre et se déplaçant autour d'électrons. Le noyau a une charge positive et des électrons – négatif. Modèle atome de Rutherford suppose électrons en rotation autour du noyau sur certaines trajectoires – orbites. L'ouverture d'un scientifique a permis d'expliquer la raison de l'écart des particules alpha et a donné l'impulsion pour le développement de la théorie nucléaire de l'atome. Dans le modèle atomique de Rutherford l'analogie avec le mouvement des planètes du système solaire autour du soleil. Il est très précis et une comparaison vive. Par conséquent atome de modèle Rutherford qui se déplace le long de l'orbite autour du noyau, a été nommé planétaire.

Les travaux de Niels Bohr

Deux ans plus tard, le physicien danois Niels Bohr a essayé de combiner les concepts de la structure de l'atome avec les propriétés quantiques de la lumière. modèle nucléaire de l'atome de Rutherford a été mis dans la base des scientifiques de sa nouvelle théorie. Dans Bohr atomes d'hypothèses tournent autour du noyau sur des orbites circulaires. Une telle trajectoire de mouvement conduit à une accélération des électrons. En outre, l'interaction de Coulomb de ces particules avec l'atome central est accompagné par la création et la dépense d'énergie pour maintenir le champ électromagnétique spatial résultant du mouvement des électrons. Dans de telles conditions, les particules chargées négativement doivent jamais tomber dans le noyau. Mais cela ne se produit pas, ce qui indique que la plus grande stabilité des atomes comme des systèmes. Niels Bohr a réalisé que les lois de la thermodynamique classique, décrit par les équations de Maxwell ne fonctionnent pas dans des conditions subatomiques. Par conséquent, les scientifiques ont entrepris de mettre de nouvelles lois qui détiendraient les particules élémentaires dans le monde.

Les postulats de Bohr

En grande partie en raison du fait qu'il y avait un modèle de Rutherford, l'atome et de ses composants ont été bien étudiés, Niels Bohr a pu approcher la création de ses postulats. Le premier de ces états qui possède un atome état stationnaire dans laquelle il ne modifie pas son énergie et les électrons se déplacent dans des orbites donc sans changer sa trajectoire. Selon un deuxième postulat, la transition d'un électron d'une orbite à l'autre se produit l'isolement ou l'absorption d'énergie. Elle est égale à la différence d'énergie entre les états précédant et suivant de l'atome. Dans ce cas, si un électron saute plus proche du noyau de l'orbite, il est émis l' énergie (photons), et vice versa. Malgré le fait que le mouvement des électrons ne ressemble guère trajectoire orbitale disposée Bohr strictement d'ouverture circonférentielle possible d'obtenir une excellente définition de l'existence du spectre de raies de l'atome d'hydrogène. Vers la même époque, les physiciens Hertz et Frank, qui a vécu en Allemagne, a confirmé le scientifique Niels Bohr sur l'existence d'états stationnaires stables, de l'atome et la possibilité de changements dans les valeurs de l'énergie atomique.

La coopération entre les deux scientifiques

Soit dit en passant, Rutherford depuis longtemps n'a pas pu déterminer la charge du noyau. Les scientifiques Marsden et Geiger ont essayé de réaliser des demandes de contre-vérification de Ernest Rutherford, et à la suite d'expériences minutieuses et détaillées et les calculs sont arrivés à la conclusion qu'il est au cœur de la principale caractéristique de l'atome, et il concentre toute sa charge. Plus tard, il a été prouvé que la charge nucléaire est numériquement égale à la valeur du nombre ordinal de l'élément dans le tableau périodique D. I. Mendeleeva. Fait intéressant, le Niels Bohr a rencontré bientôt avec Rutherford et entièrement d'accord avec son point de vue. Par la suite, les scientifiques ont longtemps travaillé ensemble dans le même laboratoire. Le modèle de Rutherford de l'atome comme un système constitué de particules chargées élémentaires – tout Niels Bohr considéré comme juste et pour tous mis de côté leur modèle électronique. activités de recherche conjointes de scientifiques a été un grand succès et a porté ses fruits. Chacun d'entre eux a plongé dans l'étude des propriétés des particules élémentaires et a fait des découvertes scientifiques significatives. Plus tard, Rutherford a découvert et prouvé la possibilité d'élargir le noyau, mais c'est un sujet pour un autre article.