Rutherford-szórás alfa-részecskék
Az ötlet az ókorban, hogy a világegyetem áll apró oszthatatlan részecskék - atomok. Ez az ábrázolás a szerkezet az anyag, hogy a végén XIX században, amikor az elején XX század megbízható megállapítását, hogy az elektronok része minden egyes atom. Prioritás a felfedezés az elektron tartozik a brit fizikus John. Thomson. Mindazonáltal, bár nem volt ismert, hogy az atom elektromosan semleges. Ezért, a negatív töltés az elektronok kell kompenzálni a pozitív töltés a nem-ismert részecskék a töltés az atom.
A legjelentősebb ábrázolása nukleáris vagy bolygókerekes atom modell Rutherford által javasolt brit fizikus 1911-ben. Planetáris modell eredménye volt a végrehajtott E. Rutherford és munkatársainak szórási kísérletek # 945; részecskék. A kísérleteket a következők voltak. Egy sugár pozitív töltésű # 945, részecskék irányított vékony a fólia formájában, egy arany levél. Mögött a fóliát egy képernyő borított szcintillátorcsíkokkal - olyan anyag, amely fényt bocsát ki, egy olyan ponton, amely megteremti # 945; részecske. A modell alapján J. Thompson, azt várnánk, hogy # 945; a-részecske van eltérítve nagy szögek, mivel az elektronok sokkal könnyebb # 945; részecskék. Valóban, kísérletek kimutatták, hogy a legtöbb # 945; részecskék szabadon át tud haladni a fólialap, mintha egy főleg üres tér. És mégis egy részét # 945; részecskék által eltérített kis szögek, hogy volt, mint várható, az eredmény a kölcsönhatás atomból egy pozitív töltés. De egy váratlan és lenyűgöző volt, hogy a kis mennyiségű # 945; diszpergált részecskék széles látószögű, elérve 180 °. Ez csak akkor fordulhat elő, ha a pozitív töltésű # 945; a-részecske tesztelt pozitív töltés taszítás ömlesztve, betöményítettük kis régióban a tér.
Modellezett Rutherford atom egy hatalmas, pozitív töltésű mag, amelyben 99,94% tömeg koncentrált atom. A nagysága a pozitív töltés becsült terméket ze, ahol z - ref atomszáma a kémiai elem a periódusos D .; e - elemi töltés. Körül a mag belsejében egy gömb, amelynek külső átmérője
10 -10 m zárt elliptikus pályája forgó Z elektronok alkotnak az elektron héj az atom. Az elektronok nem pihenni az atom, mint ebben az esetben, akkor ezek a sejtmagba hatása alatt a Coulomb vonzás. Becsült Rutherford, kernel mérete legyen a nagyságrendileg 10 -15 -10 -14 m., És összehasonlítjuk a méret a atommag, arra a következtetésre jutunk, hogy az elektronok kell a mag a parttól (10-100) • 103 több mint a kernel méretét. És így a második terminál: a legfontosabb része atom üres tér.
Hiánya Rutherford modell a képtelenség, hogy ismertesse a kivételes stabilitása az atom: az első, az ütközések más atomokkal; Másodszor, a klasszikus fizika törvényei, az elektronok körül forognak a sejtmagban nem lehet stabil, mivel el kell kísérnie elektromágneses sugárzás, mint minden gyorsuló mozgás töltött részecskék. Szerint és a klasszikus fizika törvényei, az elektronok, mozgó egy kört, van centripetális gyorsulás. Centripetális erő tartja a elektron pályája r sugara a Coulomb-erő a vonzás az elektron a sejtmagba:
ahol # 949; a = 8,85 • 10 -12 F / m - az elektromos állandó; MU - elektron tömeg, kg; v - sebessége az elektron a pályára, m / s. A létrehozása egy elektromágneses mező energiát fogyaszt. elektron energia fokozatosan csökken, és vele együtt a forgási sebessége az elektron az atommag körül. Az elektron végül is, hogy esik a sejtmagba. Azonban atomok - meglehetősen stabil oktatási és előfordulhat, hogy több milliárd éves. Harmadszor, a modell Rutherford atom emissziós spektrum folyamatosnak kell lennie. A kísérletek azt is megmutatták, hogy a spektrum a sugárzás egy adott atom diszkrét.