Ideea că atomii suntcele mai mici particule de materie, au apărut pentru prima dată în zilele Greciei Antice. Cu toate acestea, abia la sfârșitul secolului al XVIII-lea, datorită muncii unor oameni de știință precum A. Lavoisier, M. V. Lomonosov și alții, s-a dovedit că atomii există cu adevărat. Cu toate acestea, în acele zile, nimeni nu punea întrebarea care era structura lor internă. Oamenii de știință încă considerau atomii ca fiind elementele indivizibile ale întregii materie.
Încercările de a explica structura atomului
Cine a propus modelul nuclear al structurii atomuluiprimul dintre toți oamenii de știință? Prima încercare de a crea un model al acestor particule i-a aparținut lui J. Thomson. Cu toate acestea, nu poate fi numit succes în sensul deplin al cuvântului. La urma urmei, Thomson credea că atomul este un sistem sferic și neutru din punct de vedere electric. În același timp, omul de știință a presupus că sarcina pozitivă este distribuită uniform pe volumul acestei mingi, iar în interiorul acesteia se află un nucleu încărcat negativ. Toate încercările omului de știință de a explica structura internă a atomului au fost fără succes. Ernest Rutherford este cel care a propus modelul nuclear al structurii atomice la câțiva ani după ce Thomson și-a prezentat teoria.
Istoria cercetării
Printr-un studiu al electrolizei în 1833Faraday a reușit să stabilească că curentul dintr-o soluție de electrolit este un flux de particule încărcate sau ioni. Pe baza acestor studii, el a putut determina sarcina minimă a unui ion. De asemenea, un rol important în dezvoltarea acestei direcții în fizică l-a jucat chimistul intern D.I.Mendeleev. El a fost primul care a pus în cercurile științifice întrebarea că toți atomii pot avea aceeași natură. Vedem că înainte de a fi propus pentru prima dată modelul nuclear al structurii atomului Rutherford, un număr mare de experimente la fel de importante au fost efectuate de diverși oameni de știință. Ei au împins teoria atomistă a structurii materiei.
Primele experiențe
Rutherford este cu adevărat genialoamenii de știință, deoarece descoperirile sale au dat peste cap ideea structurii materiei. În 1911, a reușit să efectueze un experiment prin care cercetătorii au putut să se uite în adâncurile misterioase ale atomului, pentru a-și face o idee despre structura sa internă. Primele experimente au fost efectuate de om de știință cu sprijinul altor cercetători, dar rolul principal în descoperire i-a revenit lui Rutherford.
experiment
Utilizarea surselor naturale de radioactivradiații Rutherford a reușit să construiască un tun care a emis un flux de particule alfa. Era o cutie din plumb cu o substanță radioactivă înăuntru. Era o fantă în tun, datorită căreia toate particulele alfa cădeau pe ecranul de plumb. Puteau zbura afară doar prin fantă. Câteva alte scuturi stăteau în calea acestui fascicul de particule radioactive.
Au separat particulele care au deviat de ladirecția stabilită anterior. Un flux strict concentrat de particule alfa a lovit ținta. Rutherford a folosit ca țintă o foaie subțire de folie de aur. După ce particulele au lovit această foaie, și-au continuat mișcarea și, în cele din urmă, au căzut pe ecranul luminiscent, care a fost instalat în spatele acestei ținte. Când particulele alfa lovesc acest ecran, s-au înregistrat fulgerări, prin care omul de știință a putut judeca câte particule s-au abătut de la direcția inițială la ciocnirea cu folie și care a fost magnitudinea acestei abateri.
Diferențele față de experiențele anterioare
Școlari și elevi care sunt interesați decare a propus un model nuclear al structurii atomului ar trebui să știe: experimente similare au fost efectuate în fizică înainte de Rutherford. Ideea lor principală a fost să colecteze cât mai multe informații despre structura atomului din abaterile particulelor de la traiectoria inițială. Toate aceste studii au dus la acumularea unei anumite cantități de informații în știință, au provocat să se gândească la structura internă a celor mai mici particule.
Deja la începutul secolului al XX-lea, oamenii de știință știau că înun atom contine electroni care au sarcina negativa. Dar printre majoritatea cercetătorilor, opinia predominantă a fost că atomul din interior este mai degrabă ca o rețea plină cu particule încărcate negativ. Experimente ca acesta au făcut posibilă obținerea multor informații - de exemplu, pentru a determina dimensiunile geometrice ale atomilor.
Genială presupunere
Rutherford a observat că nici unul dintre ai luipredecesorii nu au încercat niciodată să determine dacă particulele alfa se pot abate la unghiuri foarte mari de la traiectoria lor. Modelul anterior, numit uneori printre oamenii de știință „budincă cu stafide” (deoarece conform acestui model, electronii din atom sunt distribuiți ca stafidele în budincă), pur și simplu nu permitea existența unor componente dense ale structurii în interiorul atomului. Niciunul dintre oamenii de știință nu s-a obosit să ia în considerare această opțiune. Cercetătorul i-a cerut studentului său să reechipeze instalația în așa fel încât să fie înregistrate abateri mari ale particulelor de la traiectorie - doar pentru a exclude o astfel de posibilitate. Imaginați-vă surpriza atât a omului de știință, cât și a studentului său când s-a dovedit că unele particule se împrăștie la un unghi de 180despre.
Ce se află în interiorul unui atom?
Am aflat cine a propus modelul nuclear al structuriiatom și care a fost experiența acestui om de știință. La acea vreme, experimentul lui Rutherford a fost o adevărată descoperire. El a fost forțat să concluzioneze că în interiorul atomului, cea mai mare parte a masei este conținută într-o substanță foarte densă. Schema modelului nuclear al structurii atomului este extrem de simplă: în interior se află un nucleu încărcat pozitiv.
Alte particule numite electroni se rotescîn jurul acestui nucleu. Restul este mai puțin dens cu mai multe ordine de mărime. Dispunerea electronilor în interiorul unui atom nu este haotică - particulele sunt aranjate în ordinea creșterii energiei. Cercetătorul a numit părțile interioare ale atomilor nuclee. Numele pe care omul de știință le-a introdus sunt încă folosite în știință.
Cum mă pregătesc pentru lecție?
Acei studenți care sunt interesați de cei carea sugerat un model nuclear al structurii atomului, poate arăta cunoștințe suplimentare în lecție. De exemplu, puteți vorbi despre modul în care lui Rutherford, deja mult după experimentele sale, îi plăcea să folosească o analogie pentru descoperirea sa. Țara sud-africană este introdusă ilegal cu arme pentru rebeli, care sunt închise în baloturi de bumbac. Cum pot vameșii să determine exact unde sunt proviziile periculoase dacă întregul tren este blocat cu aceste baloturi? Vameșul poate începe să tragă în baloți, iar acolo unde gloanțele vor ricoșa, se află arma. Rutherford a subliniat că exact așa a fost făcută descoperirea sa.
Pentru școlarii care se pregătesc să răspundă la acest subiect în lecție, este recomandabil să pregătească răspunsuri la următoarele întrebări:
1. Cine a propus modelul nuclear al structurii atomice?
2. Ce rost a avut experimentul?
3. Diferența dintre modelul nuclear și alte modele.
Semnificația teoriei lui Rutherford
Concluziile radicale pe care le-a tras Rutherforddin experimentele sale, i-a forțat pe mulți dintre contemporanii săi să se îndoiască de adevărul acestui model. Nici Rutherford însuși nu a făcut excepție - a publicat rezultatele cercetării sale la doar doi ani de la descoperire. Luând ca bază ideile clasice despre cum se mișcă microparticulele, el a propus un model planetar nuclear al structurii atomului. În general, atomul are o sarcină neutră. Electronii se mișcă în jurul nucleului - la fel cum planetele se învârt în jurul Soarelui. Această mișcare are loc datorită forțelor Coulomb. În prezent, modelul lui Rutherford a suferit o rafinare semnificativă, dar descoperirea omului de știință nu își pierde relevanța astăzi.
