Гипермаркет знаний>>Физика и астрономия>>Физика 9 класс>>Физика: Строение атома

Строение атома

Имея представление о том, что у атома довольно сложная структура, и он как-то по-особенному устроен и у него есть, видимо и какие-то составные части, появилась необходимость исследовать и само строение атома, объяснить, как он устроен и из чего состоит. Поэтому многие ученые решили атом изучить более досконально.

Исследование Дж. Томсона

Первым ученым, который заложил «камень» в строение атома, был Дж. Томсон, благодаря которому в 1897 году был открыт электрон.

Эта частица вам уже известна, с ней вы уже знакомы. Она считается одним из первых элементов, из которых состоит атом. То есть, электрон – это одна из элементарных частиц, которая обладает определенным зарядом, определенной массой. И вот когда, как сказать, удалось отожествить в частности массу электрона, то выяснилось, что его масса в тысячу раз меньше массы атома водорода и тогда стало ясно, что это новая частица, которую и назвали электроном.

В 1903 году впервые Томсоном была предложена модель атома. Следуя его теории, атом представлял собой шар, по объему которого был «размазан» положительный заряд, а внутри находились плавающие такие элементы – электроды. В целом, по Томсону, атом был нейтрален, то есть, заряд такого атома равнялся нулю.

Отрицательные заряды электронов компенсировали положительные заряды самого вот этого атома. Размер атома составлял приблизительно десять в минус десятой метров. Вот эта модель Томсона получила название «Пудинг с изюмом», то есть само тело атома – это положительно размазанный заряд, а как «изюм» в булке – были электроды. Конечно же, такая теория возникла не на пустом месте. Она объясняла некоторые особенности строения веществ, происхождение каких-либо излучений той самой радиоактивности. Но тем, ни менее, она оставалась гипотезой, так как ни каких опытов, подтверждающих строение не было.

Исследования Э. Резерфорда

Эрнест Резерфорд также уделил немало внимания опытам по определению строения атома. На данный момент нам уже известно, что атом – это такая структура, которая по своему строению напоминает планетарную солнечную систему.

То есть, в центре этой структуры расположено массивное тело, а вокруг него вращается планета. Также и атом по аналогии имеет название планетарной модели. К такому выводу Резерфорд пришел, проведя опыт.

Давайте с вами обратимся к схеме этого опыта. И так, в своем опыте Резерфорд прибег к использованию радия. Он заложил во внутрь свинцового цилиндра с узким отверстием радий. Далее стояла диафрагма. Эта диафрагма была достаточно толстостенна для того, чтобы создать очень узкий пучок вылетающих из цилиндра альфа частиц. Альфа частицы, которые пролетали через это отверстие диафрагмы, попадали на экран. А покрытие экрана имело специальный состав, при попадании на который возникала вспышка. Такое свечение при попадании на экран, называется Сцинтилляционная вспышка.

При помощи наблюдения в микроскоп удалось выяснить, что частички, вылетающие из цилиндра, попадали в одну точку. Но после того, как была поставлена золотая пластина, стали наблюдаться отклонения альфа частиц. Выяснилось, что некоторые частицы отклонялись от первоначального движения, попадая совершенно в другие точки экрана. Так же, некоторые частицы меняли направление и летели обратно, имея угол уклона 90 градусов и больше.

После анализа наблюдений потерпела крах теория Томсона. И напрашивается следующий вывод, что в атоме есть частица, более массивная, чем альфа частица, имеющая такой же положительный заряд.

Рассеяние альфа-частиц

Таким образом, проведя огромное количество опытов, ученый пришел к выводу, что в атоме имеется довольно массивный положительно заряженный объект и при столкновении с этой не малой частицей, a-частица может отразиться обратно, а пролетающие рядом частицы могут отклоняться на разные углы. И в зависимости от дальности полета a-частицы от объекта, изменяется его угол отклонения. Этому явлению дали название «рассеивание a-частиц».