Kdo navrhl jaderný model struktury atomu? Jaderný model atomové struktury a její schéma

Myšlenka, že atomy jsou nejmenší částice hmoty, se poprvé objevila v dobách starověkého Řecka. Teprve koncem 18. století však díky práci takových vědců, jako je A. Lavoisier, M. V. Lomonosov a někteří další, bylo dokázáno, že existují atomy. Nicméně, v té době se nikdo neptal, jaká je jejich vnitřní struktura. Vědci stále považovali atomy za nedělitelné "cihly", z nichž je složena veškerá záležitost.

Pokusy vysvětlit strukturu atomu

Kdo navrhl, aby jaderný model struktury atomu byl prvním vědcem? První pokus o vytvoření modelu těchto částic patřil J. Thomsonovi. Je však nemožné říkat, že je úspěšný v plném slova smyslu. Koneckonců, Thomson věřil, že atom je sférický a elektricky neutrální systém. V tomto případě vědec předpokládal, že kladný náboj je rovnoměrně rozložen v objemu této koule a uvnitř je záporně nabité jádro. Všechny pokusy vědce vysvětlit vnitřní strukturu atomu byly neúspěšné. Ernest Rutherford je ten, kdo navrhl jaderný model atomové struktury několik let poté, co Thomson předložil svou teorii.

Historie výzkumu

Pomocí studie elektrolýzy v roce 1833 Faraday dokázal zjistit, že proud v roztoku elektrolytu je proud nabitých částic nebo iontů. Na základě těchto studií byl schopen určit minimální iontový náboj. Další důležitou roli ve vývoji této oblasti ve fyzice hraje ruský chemik DI Mendeleyev. To byl ten, kdo nejprve vznesl ve vědeckých kruzích otázku, že všechny atomy mohou mít stejnou povahu. Vidíme, že předtím, než byl nejprve navržen jaderný model struktury atomu Rutherford, mnoho nejdůležitějších vědců provedlo velké množství stejně důležitých experimentů. Posunuli atomistickou teorii struktury hmoty vpřed.

První experimenty

Rutherford je opravdu skvělý vědec, protože jeho objevy změnily představu o struktuře hmoty. V roce 1911 se mu podařilo nastavit experiment s nimiž vědci byli schopni nahlédnout do tajemných hlubin atomu, aby získali představu o tom, co jeho vnitřní struktury. První pokusy provedl vědec s podporou jiných vědců, ale hlavní roli v objevu patřila Rutherfordovi stejně.

Experiment

Při použití přírodních zdrojů radioaktivního záření byl Rutherford schopen postavit kanón, který vyzařoval alfa částicový tok. Byla to krabice z olova, uvnitř byla radioaktivní látka. Ve zbrani byla štěrbina, přes kterou se všechny alfa částice dostaly do obrazovky olova. Mohli vyletět pouze přes slot. Na cestě tohoto svazku radioaktivních částic bylo několik dalších obrazov.

Oddělily částice, které se odchylovaly od výše uvedeného směru. Přesně soustředěný alfa-částicový tok dopadl na cíl. Rutherford jako cíl použil tenký list zlaté fólie. Když částice spadly na tento list, pokračovaly ve svém pohybu a nakonec padly na luminiscenční obrazovku, která byla instalována za tímto cílem. Při styku s alfa částic na obrazovce byly zaznamenány ohnisek u nichž vědec mohl říct, kolik částice se vychýlí ze svého původního směru v kolizi s fólií, a to, co je velikost této odchylky.

Rozdíly z předchozích experimentů

Žáci a studenti, kteří mají zájem o ty, kteří navrhli jaderný model struktury atomu, by měli vědět: podobné experimenty byly provedeny ve fyzice před Rutherford. Jejich hlavním nápadem bylo shromáždit co nejvíce informací o struktuře atomu od odchylek částic od původní trajektorie. Všechny tyto studie vedly k akumulaci určitého množství informací ve vědě, vyvolaly odraz na vnitřní struktuře nejmenších částic.

Již na počátku 20. století vědci věděli, že atom obsahuje elektrony, které měly negativní náboj. Mezi většinou výzkumných pracovníků však panuje názor, že atom zevnitř je spíš jako mřížka naplněná záporně nabitými částicemi. Takové experimenty umožnily získat spoustu informací - například pro určení geometrických rozměrů atomů.

Brilantní odhad

Rutherford zdůraznil, že žádný z jeho předchůdců se nikdy nesnažil zjistit, zda se částice alfa mohou odchylovat od jejich trajektorie ve velkých úhlech. Předchozí model, někdy označované mezi vědci „švestky“ (protože podle tohoto modelu, elektrony v atomu distribuované jako hrozinky v pudinku), potom neumožňoval existenci pevných složek v rámci struktury atomu. Žádný z vědců nezáleželo na takové možnosti. Výzkumník požádal svého studenta převést instalace tak, aby pevné a velké částice odklonu od cesty - stačí, aby byla tato možnost vyňata. Co bylo překvapením jak vědce, tak jeho studenta, když se ukázalo, že některé částice letí pod úhlem 180 °^o.

Co je uvnitř atomu?

Zjistili jsme, kdo navrhl jaderný model struktury atomu a jaká byla zkušenost tohoto vědce. V té době byl Rutherfordův pokus opravdovým průlomem. Byl nucen k závěru, že většina hmoty uvnitř atomu je obsažena ve velmi husté látce. Schéma jaderného modelu struktury atomu je velmi jednoduché: uvnitř je kladně nabité jádro.

Další částice, nazývané elektrony, se kolem tohoto jádra otáčejí. Zbývající část je o několik řádů méně hustá. Uspořádání elektronů uvnitř atomu není chaotické - částice jsou uspořádány v pořadí rostoucí energie. Průzkumníci nazývali vnitřní části atomů jádra. Názvy, které představil vědec, se stále používají ve vědě.

Jak se připravit na lekci?

Ti žáci, kteří mají zájem o ty, kteří navrhli jaderný model struktury atomu, mohou na lekci blikat s dalšími znalostmi. Například, můžete říci, jak Rutherford, po dlouhém čase po svých pokusech, rád poskytl analogii pro jeho objev. Jihoafrická země je pašována zbraněmi pro rebely, které jsou uzavřeny v balících na bavlnu. Jak mohou celní úředníci zjistit, kde jsou umístěny nebezpečné zásoby, pokud je celý vlak ucpaný těmito balíky? Celníci mohou začít střílet na balíky a kde kulky budou ricochet a tam je zbraň. Rutherford zdůraznil, že přesně to byl jeho objev.

Pro ty, kteří se připravují na odpověď na toto téma v hodinách, je žádoucí připravit odpovědi na následující otázky:

1. Kdo navrhl jaderný model struktury atomu?

2. Jaký byl význam experimentu?

3. Rozdíl mezi jaderným modelem a jinými modely.

Význam Rutherfordovy teorie

Tyto radikální závěry, které Rutherford dělal z jeho experimentů, donutil mnoho jeho současníků pochybovat o pravdě tohoto modelu. Dokonce ani sám Rutherford nebyl výjimkou - publikoval výsledky svého výzkumu jen dva roky po objevu. Vezmeme-li základ klasické představy o pohybu mikročástic, navrhl jaderný planetární model struktury atomu. Obecně platí, že atom má neutrální náboj. Kolem jádra se elektrony pohybují - stejně jako se planety otáčejí kolem slunce. Tento pohyb je způsoben Coulombovými silami. V současné době model Rutherfordu prošel značnou zdokonalení, ale objev vědce dnes neztrácí svou důležitost.