Rutherford History Atomic Model, eksperimenter, postulater

Han Rutherford Atomic Model Det er beskrivelsen av atomet som ble opprettet av den britiske fysikeren Ernest Rutherford (1871-1937) da han i 1911 oppdaget atomkjernen, takket være de berømte spredningseksperimentene som heter.

Ideen om atomet ("udelelig”På gresk) som den minste komponenten av materie, var det en intellektuell skapelse født i det gamle Hellas, rundt 300 til.C. Som så mange andre greske konsepter, utvikles begrepet atomet basert på logikk og argumentasjon, men ikke på eksperimentering.

Rutherford Atomic Model

De mest bemerkelsesverdige atomistiske filosofer var demokritus av Abdera (460 - 360 f.Kr.), Epicurus of Samos (341 - 270 AC) og Tito Lucrecio (98 - 54 AC). Grekerne unnfanget fire forskjellige typer atomer som tilsvarte de fire elementene som ifølge dem dannet saken: luft, vann, jord og ild.

Deretter ville Aristoteles legge til et femte element: eteren som dannet stjernene, siden de fire andre elementene var rent terrestrisk.

Erobringene av Alexander den store, som Aristoteles var lærer, utvidet sin tro for den eldgamle verden, fra Spania til India og dermed i århundrer ideen om ideen om atom Han skapte sin egen plass i vitenskapens verden.

[TOC]

Atomet slutter å være udelelig

Ideene til de greske filosofer om strukturen til emnet ble opprettholdt som sikker i hundrevis av år, inntil en engelsk kjemiker og lærer kalt John Dalton (1776-1844) publiserte resultatene av eksperimentene hans i 1808.

Dalton var enig i at elementene består av ekstremt små partikler, kalt atomer. Men det gikk videre ved å oppgi at alle atomer med samme element er like, de er i samme størrelse, den samme massen og de samme kjemiske egenskapene, noe som får dem til å forbli uendret under en kjemisk reaksjon.

Dette er den første atommodellen med et vitenskapelig grunnlag. I likhet med grekerne fortsatte Dalton å betrakte atomet som udelelig, og manglet derfor en struktur. Imidlertid førte Daltons geni ham til å observere et av de store prinsippene for bevaring av fysikk:

• I kjemiske reaksjoner, atomer verken blir opprettet eller ødelagt, De endrer bare distribusjonen.

Og etablerte måten kjemiske forbindelser ble dannet av “sammensatte atomer” (molekyler):

• Når to eller flere atomer med forskjellige elementer kombineres for å danne samme forbindelse, gjør de det alltid i masseforhold definert og konstant.

Det nittende århundre var det store århundret med strøm og magnetisme. Noen år etter Daltons publikasjoner, så resultatene av noen eksperimenter tvil blant forskere om atomets udelbarhet.

Kan tjene deg: Hva er den kapasitive reaktansen og hvordan du beregner den?

Crookes Tube

Crookes-røret var en enhet designet av den britiske kjemikeren og meteorologen William Crookes (1832-1919). Eksperimentet som Crookes ble utført i 1875, besto av plassering, inne i et rør fullt av gass ved lavt trykk, to elektroder, en som heter katode og en annen kalt Anode.

Ved å etablere en potensiell forskjell mellom begge elektroder, lyste gass med en farge som var karakteristisk for gassen som ble brukt. Dette faktum antydet at det var en bestemt bestemt organisasjon i atomet, og at det derfor ikke var udelelig.

I tillegg produserte denne strålingen en svak fluorescens i glassrørveggen foran katoden, og kuttet skyggen av et kryssformet merke som ligger inne i røret.

Det var en mystisk stråling kjent som "katodestråler", som reiste i en rett linje til anoden, og det var svært energisk, i stand til å produsere mekaniske effekter, og som avviket mot en positivt lastet plate eller også av magneter.

Oppdagelsen av elektronet

Stråling inne i Crookes -røret kunne ikke behandles, da det hadde en negativ belastning. Joseph John Thomson (1856 - 1940) fant svaret i 1887 da han fant forholdet mellom belastningen og massen til denne strålingen, og fant ut at det alltid var det samme: 1,76 x 10^elleve C/kg., Uansett gass låst i røret eller materialet som ble brukt til å produsere katoden.

Thomson kalte disse partiklene Korpuskler. Ved å måle dens masse i forhold til den elektriske ladningen, konkluderte den med at hvert lik var mye mindre enn et atom. Derfor foreslo han at de skulle være en del av dem, og dermed oppdage Elektron.

Den britiske forskeren var den første som skisserer en grafisk modell av atomet, gjennom tegningen av en sfære med innsatte punkter, som etter sin form ble gitt betegnelsen "Buddin of Ciruela". Men denne oppdagelsen brakte andre spørsmål:

• Hvis saken er nøytral, og elektronet har en negativ belastning: i hvilken del av atomet er den positive belastningen som nøytraliserer elektronene?
• Hvis elektronmassen er lavere enn atomets, så hva består resten av atomet av?
• Hvorfor ble partiklene oppnådd alltid elektroner og aldri av en annen type?

Rutherford -spredningseksperimenter: Atomkjernen og proton

I 1898 hadde Rutherford identifisert to typer stråling fra uran, som han kalte alfa og beta.

Naturlig radioaktivitet hadde allerede blitt oppdaget av Marie Curie i 1896. Alfa -partikler har positiv belastning og er ganske enkelt heliumkjerner, men på den tiden var kjernen ennå ikke kjent. Rutherford var i ferd med å oppdage det.

Kan tjene deg: Termodynamisk system: egenskaper, typer, eksempler

Et av eksperimentene som Rutherford gjorde i 1911 ved Manchester University, med bistand fra Hans Geiger, besto av å bombardere et fint gullark med partikler alfa, hvis belastning er positiv. Rundt gullarket plasserte en lysstoffrør som tillot dem å visualisere effekten av bombing.

Observasjoner

Studerte virkningene på lysstoffskjermen, Rutherford og dens assistenter observerte at:

1. En høy prosentandel av alfapartikler krysset arket uten merkbar avvik.
2. Noen avviket i ganske uttalte vinkler
3. Og veldig lite spratt bakover

Rutherford -spredningseksperimenter. Kilde: [CC BY-SA 3.0 (http: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0/]].

Observasjoner 2 og 3 overrasket etterforskerne og førte dem til å anta at personen som var ansvarlig for strålene som er spredt, skulle ha en positiv ladning, og at den som er ansvarlig i kraft av observasjon nummer 1, hadde den ansvarlige en mye mindre størrelse enn alfapartiklene.

Rutherford sa selv i denne forbindelse at det var "... som om du prøvde en 15 -tommers marineprosjektil mot et ark og prosjektilet spratt tilbake og slo deg". Dette kan definitivt forklares med Thompson -modellen.

Analyse av resultatene fra det klassiske synspunkt.

Rutherford fortsatte med sine spredningseksperimenter. I 1918 var det nye målet for alfapartiklene atomene i gassformig nitrogen.

På denne måten oppdaget den hydrogenkjerner og visste umiddelbart at det eneste stedet disse kjernene kunne komme fra fra nitrogenet i seg selv. Hvordan var det mulig at hydrogenkjerner var en del av nitrogen?

Rutherford antydet da at hydrogenkjernen, et element som allerede hadde fått tildelt atomnummer 1, skulle være en grunnleggende partikkel. Jeg ringer henne Proton, Gresk ord å utpeke først. Dermed skyldes funnene av atomkjernen og protonet denne strålende neozyre.

Poster Rutherfords atommodell

Den nye modellen var veldig forskjellig fra Thompsons. Dette var hans postulater:

• Atomet inneholder en positivt lastet kjerne, som til tross for at han er veldig liten, inneholder nesten hele atommassen.
• Elektroner går i bane rundt atomkjernen i stor avstand og i sirkulære eller elliptiske baner.
• Nettbelastningen til atomet er tomrom, siden ladningene til elektronene kompenserer for den positive belastningen som er til stede i kjernen.

Det kan tjene deg: enkle fysikkeksperimenter (primær-universitet)

Rutherfords beregninger pekte på en sfærisk kjerne og en radio så liten som 10^-femten m, å være verdien av atomradiusen omtrent 100.000 ganger høyere, siden kjernene er relativt veldig fjerne fra hverandre: fra størrelsesorden 10^-10 m.

Den unge Ernest Rutherford. Kilde: Ukjent, publisert i 1939 i Rutherford: Being the Life and Letters of the RT. Hon. Lord Rutherford, eller. M [CC med 4.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/av/4.0)]

Dette forklarer hvorfor de fleste alfapartikler krysset arket uten ulemper eller knapt opplevde en veldig liten avbøyning.

Sett på hverdagsobjekter, ville Rutherfords atom være sammensatt av en kjerne av størrelsen på en baseball, mens atomradiusen ville være omtrent 8 km. Derfor kan atomet betraktes som nesten alt som tomt rom.

Takket være dens likhet med et miniatyr solsystem, var det kjent som "Planetary Model of the Atom".  Den elektrostatiske attraksjonskraften mellom kjernen og elektronene ville være analog med gravitasjonsattraksjonen mellom solen og planetene.

Begrensninger

Imidlertid var det visse uenigheter om noen observerte fakta:

• Hvis ideen om at elektronbanen rundt kjernen blir akseptert, hender det at elektronet kontinuerlig skal avgi stråling til det kolliderer med kjernen, med den påfølgende ødeleggelsen av atomet på mye mindre enn et sekund. Dette, heldigvis er det ikke det som virkelig skjer.
• I tillegg avgir atomet ved visse anledninger visse frekvenser av elektromagnetisk stråling når det er overganger mellom en tilstand med større energi til en med mindre energi, og bare de frekvensene, ikke andre. Hvordan forklare det faktum at energi er kvantifisert?

Til tross for disse begrensningene, og at det i dag er mye mer sofistikerte modeller, og i henhold til de observerte fakta, er Rutherfords atommodell fremdeles nyttig for studenten å ha en første vellykket tilnærming til atomet og dets bestanddeler partikler.

I denne modellen av atomet vises ikke Neutron, en annen bestanddel av kjernen, som ikke ble oppdaget før i 1932.

Kort tid etter at Rutherford foreslo sin planetariske modell, i 1913 ville den danske fysikeren Niels Bohr endre ham for å forklare hvorfor atomet ikke er ødelagt, og vi er fremdeles her for å fortelle denne historien.

Artikler av interesse

Schrödinger atommodell.

Broglie Atomic Model.

Chadwick Atomic Model.

Heisenberg Atomic Model.

Perrin Atomic Model.

Thomson Atomic Model.

Dirac Jordan Atomic Model.

Democritus Atomic Model.

Bohr atommodell.

Dalton Atomic Model.

Referanser

1. Rex, a. 2011. Fundamentals of Physics. Pearson. 618-621.
2. Zapata, f. 2007. Klassenotater for radiobiologien og radiologisk beskyttelsesstol. Public Health School ved Central University of Venezuela.