Позиция Демокрита: «Существует предел деления – атом».

23. Опыты Резерфорда по рассеянию α-частиц. Ядерная модель
атома. Квантовые постулаты Бора.
Гипотеза о том, что все вещества состоят из большого числа атомов,
зародилась свыше двух тысячелетий тому назад. Сторонники атомистической теории
рассматривали атом как мельчайшую неделимую частицу и считали, что всё
многообразие мира есть не что иное, как сочетание неизменных частиц – атомов.
Позиция Демокрита: «Существует предел деления – атом».
Позиция Аристотеля: « Делимость вещества бесконечна».
Конкретные представления о строении атома развивались по мере накопления
физикой фактов о свойствах вещества.
Дж. Томсон в 1898 г. предложил модель атома в виде
положительного шара радиусом 10-10 м, внутри которого произвольно
находятся электроны.
Опытную проверку модели Томсона осуществил Эрнест Резерфорд
со своими сотрудниками.
Схема опыта:
К – свинцовый контейнер с источником
частиц;
Ф – тонкая золотая фольга;
Э – экран из сернистого цинка;
М – микроскоп.
Резерфорд обнаружил, что какая-то часть частиц отклоняется от фольги на
довольно
значительный
угол
от
своего
первоначального
направления
распространения, а небольшая часть частиц отражается от фольги. Но согласно
модели Томсона эти α – частицы при взаимодействии с атомами фольги отклоняются
на угол 2º.
Рассеяние α-частицы:
в атоме Томсона (a)
в атоме Резерфорда (b)
Резерфорд показал, что модель Томсона находиться в противоречии с его
опытами. Обобщая результаты своих опытов, Резерфорд предложил ядерную
(планетарную) модель атома.
1. Атом имеет положительно заряженное ядро, размеры
которого малы по сравнению с размерами атома.
2. В ядре сконцентрирована почти вся масса атома.
3. Вокруг ядра по круговым орбитам вращаются электроны.
Однако предложенная модель атома не позволяла объяснить его устойчивость.
Электрон, имеющий отрицательный заряд, за счёт кулоновских сил притяжения
должен упасть на ядро, а этого не происходит. К тому же, двигаясь по круговой орбите
электрон должен излучать электромагнитные волны всевозможных частот, т.е.
излучаемый свет должен иметь непрерывный спектр, на практике же получается иное:
электроны атомов излучают свет, имеющий линейчатый спектр.
Выход из затруднительного положения был предложен датским физиком
Нильсом Бором. В основе его теории лежат два постулата.
1 постулат: существуют стационарные орбиты, находясь на которых, электрон
не излучает и не поглощает энергию.
2 постулат: изучение энергии происходит при переходе электрона с одной
стационарной орбиты на другую стационарную орбиту в виде кванта света
(излучения).