Rutherford-eksperimentet med spredning av alfa-partikler (kort)

Ernest Rutherford er en av grunnleggernegrunnleggende teori om atomets indre struktur. En forsker ble født i England, i en familie av emigranter fra Skottland. Rutherford var det fjerde barnet i sin familie, mens han var den mest talentfulle. Han bidro spesielt til teorien om atomets struktur.

Innledende ideer om atomets struktur

Det bør bemerkes at førRutherfords berømte eksperiment på spredning av alfa-partikler, den daværende dominerende ideen om atomenes struktur, var Thompson-modellen. Denne forskeren var sikker på at den positive ladningen jevnt fylte hele volumet av atomet som helhet. Negativt ladede elektroner, trodde Thompson, var som om impregnert inn i den.

Forutsetninger for vitenskapelig revolusjon

Etter å ha forlatt skolen, Rutherford som mesten talentfull student mottok et 50 pund stipend for videre studier. Takket være dette, klarte han å gå på college i New Zealand. Videre tar den unge forskeren eksamen ved Canterbury University og begynner å engasjere seg i fysikk og kjemi. I 1891 gjorde Rutherford sin første rapport om temaet "Evolusjon av elementene". I den, for første gang i historien, ble ideen uttrykt at atomer er komplekse strukturer.

Så dominerte vitenskapelige kretser av ideenDalton om at atomer er udelbare. Til alle de som omgikk Rutherford, syntes hans ide å være perfekt galskap. Den unge forskeren måtte hele tiden be om unnskyldning for kollegaene for hans "tull". Men 12 år senere klarte Rutherford fortsatt å bevise sin sak. Rutherford hadde en sjanse til å fortsette sine studier på Cavendish Laboratory i England, hvor han begynte å studere prosessene for ionisering av luft. Den første oppdagelsen av Rutherford var alfa- og beta-stråler.

Opplevelsen av Rutherford

Kort om oppdagelsen kan beskrives som følger: i 1912, Rutherford, sammen med hans assistenter, utført sitt berømte eksperiment - alfa partikler ble sendt fra en blykilde. Alle partiklene, unntatt de som ble absorbert av bly, beveget seg langs den etablerte kanalen. Deres smale strømmen falt på et tynt lag av folie. Denne linjen var vinkelrett på arket. Rutherfords erfaring med spredning av alfa partikler viste at partiklene som passerte gjennom foliearket gjennom og gjennom, kalte såkalte scintillasjoner på skjermen.

Denne skjermen ble dekket av en spesiell substans somdet begynte å lyse når alfa partikler slo den. Plassen mellom gullfolielaget og skjermen ble fylt med vakuum, slik at alfa partiklene ikke spredes i luften. En slik anordning tillot forskerne å observere partikler som sprer seg i en vinkel på ca. 150 °.

Hvis folien ikke brukes som enhindringer for en stråle av alfa partikler, da ble det dannet en lys sirkel av scintillasjoner på skjermen. Men så snart de møtte en barriere av gullfolie før strålen, endret bildet mye. Blits dukket opp ikke bare utenfor dette kruset, men også på motsatt side av folien. Rutherfords erfaring med spredning av alfa partikler viste at de fleste partiklene passerer gjennom folien uten merkbare forandringer i bevegelsesbanen.

Samtidig avviket noen partikler fraheller en stor vinkel og til og med kastet tilbake. For hver 10 000 fritt passerer gjennom laget av gullfoliepartikler, bare en avviket med en vinkel større enn 10 ° - som et unntak, ble en av partiklene avbøyet med en slik vinkel.

Årsaken til avbøyning av alfa partikler

Hva erfaringen har undersøkt i detalj og vist segRutherford - Atomets struktur. Denne situasjonen indikerte at atomet ikke representerer en kontinuerlig utdanning. De fleste partiklene passerer fritt gjennom et folie, et atom tykt. Og siden massen av alfa-partikkelen er nesten 8000 ganger større enn massen av elektronen, kan sistnevnte ikke signifikant påvirke bane av alfa-partikkelen. Dette kan kun utføres av en atomkjerne - en kropp av små dimensjoner, som besitter nesten hele massen og hele den elektriske ladningen til atomet. På den tiden ble det et betydelig gjennombrudd av den engelske fysikeren. Opplevelsen av Rutherford regnes som en av de viktigste trinnene i utviklingen av vitenskapen om atomets indre struktur.

Andre funn oppnådd i prosessen med å studere atomet

Disse studiene ble direkte bevissom er positivt ladet atom i sin kjerne. Denne regionen opptar en meget liten plass i forhold til størrelsen av dens integritet. Denne lille volumspredning alfa-partikler virket meget usannsynlig. De partikler som passerte i nærheten av atomkjernen, testet skarpe avvik fra banen, fordi den frastøtende kraft mellom alfapartikkel og atomkjernen var svært potent. Rutherford eksperimenter på spredning av alfa-partikler som viser sannsynligheten for at den alfapartikkel kommer direkte inn i kjernen. Men sannsynligheten var svært liten, men ikke null.

Det var ikke det eneste faktum som viste segRutherfords erfaring. Atomenes struktur ble kort studert av sine kolleger, som gjorde en rekke andre viktige funn. I tillegg til undervisningen at alfa partikler flytter raskt heliumkjerner.

Vitenskapsmannen var i stand til å beskrive atomets struktur, derkjernen er en ubetydelig del av hele volumet. Hans eksperimenter har vist at praktisk talt hele ladningen av et atom er konsentrert i kjernen. I dette tilfellet forekommer begge tilfeller av avbøyning av alfa-partikler, samt tilfeller av deres kollisjon med kjernen.

Rutherfords eksperimenter: atom atommodellen av et atom

I 1911, Rutherford etter mangeForskning foreslo en modell av atomets struktur, som han kalte planetarisk. Ifølge denne modellen er det i atomen en kjernekilde som inneholder praktisk talt hele partikkelpartiet. Elektroner beveger seg rundt kjernen, akkurat som planeter rundt Sola gjør. Fra sin helhet dannes en såkalt elektronisk sky. Atomet har en nøytral ladning, som vist av Rutherfords erfaring.

Atomenes struktur i fremtiden er interesserten forsker ved navn Niels Bohr. Det var han som fullførte Rutherfords lære, for før Bohr begynte planetens modell av atomene å møte vanskeligheter med forklaring. Siden elektronen beveger seg rundt kjernen langs en bestemt bane med akselerasjon, må det før eller senere falle på atomkernen. Imidlertid kunne Niels Bohr bevise at lovene i klassisk mekanikk ikke virker innenfor atom.