A ideia de que os átomos sãoas menores partículas de matéria, apareceram pela primeira vez nos dias da Grécia Antiga. No entanto, somente no final do século 18, graças ao trabalho de cientistas como A. Lavoisier, M. V. Lomonosov e alguns outros, foi provado que os átomos realmente existem. No entanto, naquela época, ninguém se perguntou qual era sua estrutura interna. Os cientistas ainda consideravam os átomos como os blocos de construção indivisíveis de toda a matéria.
Tenta explicar a estrutura do átomo
Quem propôs o modelo nuclear da estrutura do átomoo primeiro de todos os cientistas? A primeira tentativa de criar um modelo dessas partículas pertenceu a J. Thomson. No entanto, não pode ser considerado bem-sucedido no sentido pleno da palavra. Afinal, Thomson acreditava que o átomo é um sistema esférico e eletricamente neutro. Ao mesmo tempo, o cientista presumiu que a carga positiva é distribuída uniformemente sobre o volume dessa bola e, dentro dela, há um núcleo com carga negativa. Todas as tentativas do cientista para explicar a estrutura interna do átomo foram malsucedidas. Ernest Rutherford foi quem propôs o modelo nuclear da estrutura atômica alguns anos depois que Thomson apresentou sua teoria.
História da pesquisa
Por meio de um estudo de eletrólise em 1833Faraday conseguiu estabelecer que a corrente em uma solução eletrolítica é um fluxo de partículas carregadas, ou íons. Com base nesses estudos, ele foi capaz de determinar a carga mínima de um íon. Além disso, o químico russo D.I.Mendeleev desempenhou um papel importante no desenvolvimento dessa direção na física. Foi ele quem primeiro colocou nos círculos científicos a questão de que todos os átomos podem ter a mesma natureza. Vemos que antes que o modelo nuclear da estrutura do átomo de Rutherford fosse proposto pela primeira vez, um grande número de experimentos igualmente importantes foram realizados por vários cientistas. Eles impulsionaram a teoria atomística da estrutura da matéria.
Primeiras experiências
Rutherford é verdadeiramente brilhantecientistas, porque suas descobertas viraram a ideia da estrutura da matéria de cabeça para baixo. Em 1911, ele conduziu um experimento com o qual os pesquisadores foram capazes de examinar as profundezas misteriosas do átomo, para ter uma ideia de qual é sua estrutura interna. Os primeiros experimentos foram realizados pelo cientista com o apoio de outros pesquisadores, mas o papel principal na descoberta coube a Rutherford.
Experimentar
Usando fontes naturais de radioativosradiação Rutherford foi capaz de construir um canhão que emitia um fluxo de partículas alfa. Era uma caixa de chumbo com uma substância radioativa dentro. Havia uma fenda no canhão, graças à qual todas as partículas alfa caíram na tela de chumbo. Eles só podiam voar pela fenda. Vários outros escudos estavam no caminho desse feixe de partículas radioativas.
Eles separaram as partículas que se desviaram dedireção previamente definida. Um fluxo estritamente focalizado de partículas alfa atingiu o alvo. Rutherford usou uma folha fina de folha de ouro como alvo. Depois que as partículas atingiram esta folha, elas continuaram seu movimento e finalmente caíram na tela luminescente, que foi instalada atrás deste alvo. Quando as partículas alfa atingiram esta tela, flashes foram registrados, pelos quais o cientista poderia julgar quantas partículas se desviaram da direção original ao colidir com a folha e qual foi a magnitude desse desvio.
Diferenças de experimentos anteriores
Alunos e alunos interessados emquem propôs um modelo nuclear da estrutura do átomo deve saber: experimentos semelhantes foram realizados na física antes de Rutherford. A ideia principal deles era coletar o máximo possível de informações sobre a estrutura do átomo a partir dos desvios das partículas em relação à trajetória inicial. Todos esses estudos levaram ao acúmulo de certa quantidade de informações na ciência, provocaram reflexões sobre a estrutura interna das menores partículas.
Já no início do século 20, os cientistas sabiam que emum átomo contém elétrons com carga negativa. Mas entre a maioria dos pesquisadores, a opinião prevalecente era que o átomo de dentro é mais como uma grade cheia de partículas carregadas negativamente. Experimentos desse tipo permitiram obter muitas informações - por exemplo, determinar as dimensões geométricas dos átomos.
Palpite brilhante
Rutherford percebeu que nenhum de seusos predecessores nunca tentaram determinar se as partículas alfa podem se desviar de sua trajetória em ângulos muito grandes. O modelo anterior, às vezes chamado entre os cientistas de "pudim com passas" (já que, segundo esse modelo, os elétrons do átomo se distribuem como passas no pudim), simplesmente não permitia a existência de componentes densos da estrutura dentro do átomo. Nenhum dos cientistas se preocupou em considerar essa opção. O pesquisador pediu ao aluno que reequipasse a instalação de forma que fossem registrados grandes desvios de partículas da trajetória - apenas para excluir tal possibilidade. Imagine a surpresa do cientista e de seu aluno quando descobriu que algumas partículas se espalham em um ângulo de 180o.
O que está dentro de um átomo?
Descobrimos quem propôs o modelo nuclear da estruturaátomo e qual foi a experiência deste cientista. Naquela época, o experimento de Rutherford foi um verdadeiro avanço. Ele foi forçado a concluir que dentro do átomo, a maior parte da massa está contida em uma substância muito densa. O esquema do modelo nuclear da estrutura do átomo é extremamente simples: dentro há um núcleo carregado positivamente.
Outras partículas chamadas elétrons giramem torno deste núcleo. O resto é menos denso em várias ordens de magnitude. O arranjo dos elétrons dentro de um átomo não é caótico - as partículas são organizadas em ordem crescente de energia. O pesquisador chamou as partes internas dos núcleos dos átomos. Os nomes que o cientista apresentou ainda são usados na ciência.
Como me preparo para a aula?
Aqueles alunos que estão interessados em quemsugeriu um modelo nuclear da estrutura do átomo, pode mostrar conhecimento adicional na lição. Por exemplo, você pode falar sobre como Rutherford, já muito depois de seus experimentos, gostava de usar uma analogia para sua descoberta. O país sul-africano está sendo contrabandeado com armas para os rebeldes, que estão envoltas em fardos de algodão. Como os funcionários da alfândega podem determinar exatamente onde estão os suprimentos perigosos se todo o trem está congestionado com esses fardos? O oficial da alfândega pode começar a atirar nos fardos, e onde as balas ricocheteiam, a arma está localizada. Rutherford enfatizou que foi exatamente assim que sua descoberta foi feita.
Para alunos que estão se preparando para responder a este tópico na lição, é aconselhável preparar as respostas para as seguintes perguntas:
1. Quem propôs o modelo nuclear da estrutura atômica?
2. Qual foi o objetivo do experimento?
3. A diferença entre o modelo nuclear e outros modelos.
Significado da teoria de Rutherford
As conclusões radicais que Rutherford tiroude seus experimentos, forçou muitos de seus contemporâneos a duvidar da veracidade deste modelo. Até o próprio Rutherford não foi exceção - ele publicou os resultados de sua pesquisa apenas dois anos após a descoberta. Tomando como base as ideias clássicas sobre como as micropartículas se movem, ele propôs um modelo planetário nuclear da estrutura atômica. Em geral, o átomo tem carga neutra. Os elétrons se movem ao redor do núcleo - assim como os planetas giram em torno do sol. Este movimento ocorre devido às forças de Coulomb. No momento, o modelo de Rutherford passou por um refinamento significativo, mas a descoberta do cientista não perde sua relevância hoje.
