Ideen om at atomer erde minste materiepartiklene, dukket først opp i antikkens Hellas. Men først på slutten av 1700-tallet, takket være arbeidet til slike forskere som A. Lavoisier, M. V. Lomonosov og noen andre, ble det bevist at atomer virkelig eksisterer. Men i disse dager var det ingen som stilte spørsmålet om hva deres indre struktur var. Forskere så fortsatt på atomer som de udelelige byggesteinene i all materie.
Forsøk på å forklare strukturen til atomet
Hvem foreslo kjernefysisk modell for strukturen til atometden første av alle vitenskapsmenn? Det første forsøket på å lage en modell av disse partiklene tilhørte J. Thomson. Det kan imidlertid ikke kalles vellykket i ordets fulle forstand. Tross alt trodde Thomson at atomet er et sfærisk og elektrisk nøytralt system. Samtidig antok forskeren at den positive ladningen er jevnt fordelt over volumet til denne ballen, og inne i den er en negativt ladet kjerne. Alle forsøk fra forskeren på å forklare den indre strukturen til atomet var mislykket. Ernest Rutherford er den som foreslo kjernefysisk modell av atomstrukturen noen år etter at Thomson la frem sin teori.
Forskningshistorie
Gjennom en studie av elektrolyse i 1833Faraday var i stand til å fastslå at strømmen i en elektrolyttløsning er en strøm av ladede partikler, eller ioner. Basert på disse studiene var han i stand til å bestemme minimumsladningen til et ion. Også den russiske kjemikeren D.I.Mendeleev spilte en viktig rolle i utviklingen av denne retningen i fysikk. Det var han som først stilte i vitenskapelige sirkler spørsmålet om at alle atomer kan ha samme natur. Vi ser at før kjernefysisk modell av strukturen til Rutherford-atomet først ble foreslått, ble et stort antall like viktige eksperimenter utført av forskjellige forskere. De presset den atomistiske teorien om materiens struktur fremover.
Første opplevelser
Rutherford er virkelig genialforskere, fordi hans oppdagelser snudde ideen om strukturen til materie opp ned. I 1911 var han i stand til å gjennomføre et eksperiment der forskere var i stand til å se inn i de mystiske dypet av atomet, for å få en ide om hva dets indre struktur er. De første eksperimentene ble utført av forskeren med støtte fra andre forskere, men hovedrollen i oppdagelsen tilhørte Rutherford.
eksperiment
Bruk av naturlige radioaktive kilderstråling Rutherford var i stand til å bygge en kanon som sendte ut en strøm av alfapartikler. Det var en boks laget av bly med et radioaktivt stoff inni. Det var et spor i kanonen, takket være at alle alfapartiklene falt på blyskjermen. De kunne fly ut bare gjennom sporet. Flere andre skjold sto i veien for denne strålen av radioaktive partikler.
De skilte partikler som avvek fratidligere satt retning. En strengt fokusert strøm av alfapartikler traff målet. Rutherford brukte et tynt ark med gullfolie som mål. Etter at partiklene traff dette arket, fortsatte de bevegelsen og falt til slutt på den selvlysende skjermen, som ble installert bak dette målet. Når alfapartikler traff denne skjermen, ble det registrert blink, som forskeren kunne bedømme hvor mange partikler som avvek fra den opprinnelige retningen når de kolliderte med folien og hvor stor dette avviket var.
Forskjeller fra tidligere erfaringer
Skoleelever og elever som er interessert isom foreslo en kjernefysisk modell av strukturen til atomet burde vite: lignende eksperimenter ble utført i fysikk før Rutherford. Hovedideen deres var å samle så mye informasjon om strukturen til atomet som mulig fra avvikene til partiklene fra den opprinnelige banen. Alle disse studiene førte til akkumulering av en viss mengde informasjon i vitenskapen, provoserte til å tenke på den indre strukturen til de minste partiklene.
Allerede på begynnelsen av 1900-tallet visste forskerne at iet atom inneholder elektroner som har negativ ladning. Men blant de fleste forskere var den rådende oppfatningen at atomet fra innsiden er mer som et rutenett fylt med negativt ladede partikler. Eksperimenter som dette gjorde det mulig å innhente mye informasjon – for eksempel for å bestemme de geometriske dimensjonene til atomer.
Strålende gjetning
Rutherford la merke til at ingen av hansforgjengere prøvde aldri å avgjøre om alfapartikler kan avvike i veldig store vinkler fra banen deres. Den forrige modellen, noen ganger kalt blant forskere "pudding med rosiner" (siden ifølge denne modellen er elektroner i atomet fordelt som rosiner i pudding), tillot ganske enkelt ikke eksistensen av tette komponenter av strukturen inne i atomet. Ingen av forskerne gadd å vurdere dette alternativet. Forskeren ba studenten sin om å utstyre installasjonen på nytt på en slik måte at det ble registrert store avvik av partikler fra banen – bare for å utelukke en slik mulighet. Se for deg overraskelsen til både forskeren og studenten hans da det viste seg at noen partikler spres i en vinkel på 180omtrent.
Hva er inne i et atom?
Vi fant ut hvem som foreslo kjernefysisk modell av strukturenatom og hva var erfaringen til denne forskeren. På den tiden var Rutherfords eksperiment et virkelig gjennombrudd. Han ble tvunget til å konkludere med at inne i atomet er det meste av massen inneholdt i et veldig tett stoff. Opplegget til kjernefysisk modell av atomets struktur er ekstremt enkelt: inne er det en positivt ladet kjerne.
Andre partikler kalt elektroner rotererrundt denne kjernen. Resten er mindre tett med flere størrelsesordener. Ordningen av elektroner inne i et atom er ikke kaotisk - partiklene er ordnet i rekkefølgen med økende energi. Forskeren kalte de indre delene av atomene for kjerner. Navnene som forskeren introduserte, brukes fortsatt i vitenskapen.
Hvordan forbereder jeg meg til leksjonen?
De elevene som er interessert i de somforeslått en kjernefysisk modell av strukturen til atomet, kan vise frem ytterligere kunnskap i leksjonen. Du kan for eksempel snakke om hvordan Rutherford, allerede lenge etter eksperimentene hans, likte å bruke en analogi for oppdagelsen. Det sørafrikanske landet blir smuglet med våpen til opprørerne, som er innelukket i bomullsballer. Hvordan kan tollere finne ut nøyaktig hvor de farlige forsyningene er hvis hele toget er fastklemt med disse ballene? Tolleren kan begynne å skyte mot ballene, og der kulene vil rikosjettere, er våpenet plassert. Rutherford understreket at det er akkurat slik oppdagelsen hans ble gjort.
For skolebarn som forbereder seg på å svare på dette emnet i leksjonen, er det tilrådelig å forberede svar på følgende spørsmål:
1. Hvem foreslo kjernefysisk modell av atomstrukturen?
2. Hva var poenget med eksperimentet?
3. Forskjellen mellom atommodellen og andre modeller.
Betydningen av Rutherfords teori
De radikale konklusjonene som Rutherford trakkfra eksperimentene hans, tvang mange av hans samtidige til å tvile på sannheten i denne modellen. Til og med Rutherford selv var intet unntak - han publiserte resultatene av sin forskning bare to år etter oppdagelsen. Med utgangspunkt i de klassiske ideene om hvordan mikropartikler beveger seg, foreslo han en kjernefysisk planetmodell av atomstrukturen. Generelt har atomet en nøytral ladning. Elektroner beveger seg rundt kjernen - akkurat som planeter kretser rundt solen. Denne bevegelsen skjer på grunn av Coulomb-kreftene. For øyeblikket har Rutherfords modell gjennomgått betydelig foredling, men forskerens oppdagelse mister ikke sin relevans i dag.
