Kinh nghiệm tán xạ Rutherford của các hạt alpha (viết tắt)

Ernest Rutherford - đây là một trong những người sáng lập giáo lý cơ bản của cấu trúc bên trong của nguyên tử. Ông sinh ra nhà khoa học ở Anh, trong một gia đình của những người nhập cư từ Scotland. Rutherford là con thứ tư trong gia đình, đồng thời được chứng minh là tài năng nhất. Sự đóng góp đặc biệt ông có thể thực hiện với lý thuyết về cấu trúc nguyên tử.

Ý tưởng ban đầu về cấu trúc của nguyên tử

Cần lưu ý rằng trước khi được tổ chức thí nghiệm nổi tiếng Rutherford về sự tán xạ của các hạt alpha, chiếm ưu thế tại thời điểm đó ý tưởng về cấu trúc của nguyên tử là mô hình của Thompson. Nhà khoa học này đã tự tin rằng các điện tích dương được thống nhất lấp đầy toàn bộ khối lượng của nguyên tử. Các electron tích điện âm, Thompson nghĩ, đã bị cáo buộc hất cả vào nó.

Điều kiện tiên quyết để cuộc cách mạng khoa học

Sau khi rời ghế nhà trường, Rutherford là sinh viên tài năng nhất đã nhận được một khoản trợ cấp là 50 £ cho việc đào tạo thêm. Bởi vì điều này ông đã có thể đi học đại học ở New Zealand. Tiếp theo, một kỳ thi học giả trẻ thuộc Đại học Canterbury và bắt đầu nghiêm túc để nghiên cứu vật lý và hóa học. Năm 1891, Rutherford đã báo cáo đầu tiên của mình về chủ đề "Sự phát triển của các yếu tố." Nó đã được chỉ định một ý tưởng cho lần đầu tiên trong lịch sử mà các nguyên tử là một cấu trúc phức tạp.

Sau đó, bị chi phối bởi ý tưởng của Dalton rằng nguyên tử không thể tách trong giới khoa học. Những người xung quanh Rutherford, ý tưởng của ông có vẻ khá điên rồ. nhà khoa học trẻ liên tục phải xin lỗi các đồng nghiệp cho họ "công cụ". Nhưng 12 năm sau, Rutherford vẫn quản lý để chứng minh trường hợp của họ. Trong Rutherford đã có một cơ hội để tiếp tục nghiên cứu của ông tại Phòng thí nghiệm Cavendish ở Anh, nơi ông bắt đầu nghiên cứu các quá trình ion hóa không khí. Việc phát hiện đầu tiên của Rutherford là tia alpha và beta.

trải nghiệm Rutherford

Ngắn gọn về việc mở cửa có thể nói như vậy: năm 1912, Rutherford và trợ lý của ông đã thí nghiệm nổi tiếng của ông - các hạt alpha phát ra từ nguồn gốc than chì. Tất cả các hạt ngoại trừ những xuất hiện hấp thụ chì, di chuyển dọc theo một kênh cố định. dòng sự cố hẹp của họ trên một lớp mỏng lá. Dòng này là vuông góc với tấm. Kinh nghiệm Rutherford tán xạ của các hạt alpha đã chứng minh rằng những hạt đó đi qua một tờ giấy bạc qua, cái gọi là nhấp nháy gây ra trên màn hình.

Màn hình này được phủ một lớp chất đặc biệt mà phát sáng khi ấn tượng bởi một hạt alpha. Khoảng cách giữa các lớp lá vàng và màn hình tràn ngập chân không để thu các hạt alpha nằm rải rác trong không khí. một thiết bị như vậy đã cho phép các nhà nghiên cứu quan sát các hạt nằm rải rác thông qua một góc 150 °.

Nếu lá không được sử dụng như một trở ngại cho một chùm hạt alpha, màn hình hình thành một vòng tròn sáng của scintillations. Nhưng ngay trước khi họ đặt một chùm rào của lá vàng, bức tranh đã thay đổi. Bùng nổ xuất hiện không chỉ bên ngoài của vòng tròn này, mà còn ở phía đối diện của lá. Kinh nghiệm Rutherford tán xạ của các hạt alpha cho thấy rằng phần lớn các hạt lọt qua lá không có thay đổi đáng kể trong quỹ đạo.

Tuy nhiên, một số hạt bị lệch bởi một góc khá lớn, và thậm chí ném trở lại. Trên mỗi 10 000 tự do đi qua một lớp hạt vàng chỉ có một lá lệch một góc quá 10 ° - là một ngoại lệ của một trong những hạt lệch ở một góc.

Lý do các hạt alpha lệch

cụ thể những gì được coi là đã được kiểm chứng và hồ sơ theo dõi Rutherford - cấu trúc của nguyên tử. vị trí như vậy chỉ ra rằng nguyên tử không phải là một nền giáo dục liên tục. Hầu hết các hạt tự do đi qua các lá của một nguyên tử dày. Và kể từ khi khối lượng của các hạt alpha gần 8000 lần lớn hơn khối lượng của electron, sau này không thể có một tác động đáng kể đến quỹ đạo của các hạt alpha. Điều này có thể được thực hiện chỉ bằng một hạt nhân nguyên tử - một cơ thể có kích thước nhỏ, có gần như tất cả các đoàn thể và tất cả các điện tích của nguyên tử. Lúc đó nó là một nhà vật lý người Anh bước đột phá đáng kể. kinh nghiệm Rutherford là một trong những bước quan trọng nhất trong sự phát triển của khoa học về cấu trúc bên trong của nguyên tử.

khám phá khác thu được trong việc nghiên cứu các nguyên tử

Những nghiên cứu này đã trở thành bằng chứng trực tiếp rằng điện tích dương của nguyên tử là hạt nhân của nó. Khu vực này chiếm một không gian rất nhỏ so với kích thước của toàn vẹn của nó. khối lượng nhỏ phân tán các hạt alpha xuất hiện rất khó xảy ra. Những hạt đó trôi qua gần hạt nhân nguyên tử, kiểm tra độ lệch mạnh từ con đường, bởi vì lực đẩy giữa các hạt alpha và hạt nhân nguyên tử là rất mạnh. thí nghiệm Rutherford về sự tán xạ của các hạt alpha cho thấy khả năng hạt alpha được trực tiếp vào kernel. Tuy nhiên, khả năng xảy ra là rất nhỏ, nhưng không phải bằng không.

Đó không phải là sự thật duy nhất được chứng minh bởi kinh nghiệm của Rutherford. Một thời gian ngắn nghiên cứu cấu trúc của nguyên tử và các đồng nghiệp của ông, người đã thực hiện một số khám phá quan trọng khác. Ngoài việc dạy rằng các hạt alpha là hạt nhân helium chuyển động nhanh.

Các nhà khoa học đã có thể để mô tả cấu trúc của nguyên tử, trong đó hạt nhân chiếm một phần nhỏ trong tổng kim ngạch. thí nghiệm của ông đã chứng minh rằng hầu như toàn bộ phụ trách của nguyên tử tập trung trong lõi của nó. Khi điều này xảy ra cả hai trường hợp độ lệch của alpha-hạt và các trường hợp va chạm với một hạt nhân.

Các thí nghiệm mô hình hạt nhân Rutherford của nguyên tử

Năm 1911, Rutherford sau nhiều nghiên cứu cho thấy một mô hình cấu trúc nguyên tử, mà ông gọi là một hành tinh. Theo mô hình này, nó được bố trí bên trong lõi nguyên tử, trong đó có gần như toàn bộ khối lượng của hạt. Electron chuyển động xung quanh hạt nhân theo cách tương tự như làm các hành tinh quanh mặt trời. Các thiết lập của họ một đám mây electron cái gọi là. Atom cũng có điện tích trung hòa, như kinh nghiệm của Rutherford.

Cấu trúc của một nguyên tử trong tương lai của khoa học liên quan tên là Niels Bohr. Ông là người đã hoàn thiện học thuyết Rutherford, bởi vì cho đến khi Bohr mô hình hành tinh của nguyên tử đã bắt đầu phải đối mặt với những khó khăn giải thích. Như electron di chuyển xung quanh hạt nhân trong một quỹ đạo với khả năng tăng tốc nào đó, sớm hay muộn nó phải rơi vào hạt nhân của một nguyên tử. Tuy nhiên, Niels Bohr đã có thể chứng minh rằng các định luật của cơ học cổ điển không còn hoạt động trong nguyên tử.