Презентация "Модель атома"

Квантовая физика

Модель атома Опыт Резерфорда

Цель урока: выяснить структуру атома.

?

Квантовая физика

Модель атома Опыт Резерфорда

Слово атом означает неделимый.

Но так ли в действительности?

То, что атом сложный стало понятно в конце XIX века.

Первой весточкой сложного строения атома стали обнаруженные катодные лучи газоразрядных трубок. Катодные лучи представляли из себя поток отрицательно заряженных частиц.

В 1895 году В. Рентген открыл X- лучи (рентгеновское излучение).

В 1896 году А. Беккерель открыл явление радиоактивности.

Все эти открытия говорили о сложных и пока еще непонятных процессах происходящих внутри атома.

?

После опытов В. Крукса, выполненных в 1879 году, стало известно, что при пропускании электрического тока через вакуумную трубку обнаруживаются так называемые катодные лучи. В 1897 году Дж.Томсон доказал то, что катодные лучи являются потоками электронов.

Было предположено, что электроны являются частью атомов. А так как атом электрически нейтрален, то в нем по мимо электронов должны были содержаться и положительно заряженные частицы.

-

Электрон

Нейтральный атом

+

Положительная частица

Модель атома Томсона

Первую модель атома предложил Дж.Дж.Томсон. Он предположил, что отрицательные электроны находится внутри положительно заряженного «жидкого» шара. Причем электрон легко может перемещаться внутри шара и даже покинуть его при определенных условиях.

+

-

-

Модель атома Томсона

Количество атомов совпадало с положительным зарядом шара. Так, что в целом шар оставался электрически нейтральным.

Данной моделью можно было объяснить многие наблюдаемые явления, но не все…

+

-

-

Опыт Резерфорда

Ученик Дж.Томсона Эрнест Резерфорд воспользовался альфа-частицами как снарядами для бомбардировки атомов различных веществ.

Опыты проведенные Резерфордом полностью перевернули представление об устройстве атома.

Альфа-частица представляет собой полностью ионизированный (то есть лишенный всех электронов) атом гелия

Схема опыта Резерфорда

Радиоактивное вещество испускает альфа-частицы, которые вылетая из отверстия в свинцовой коробке попадают на фольгу. За фольгой находится экран. Сталкиваясь с экраном альфа-частицы вызывают его свечение (сцинтилляции).

Радиоактивное вещество

Свинцовая коробка

Экран

Золотая фольга

Схема опыта Резерфорда

В опыте Резерфорда, некоторые частицы отклонялись на большой угол. Данное отклонение нельзя было объяснить используя модель атома Томсона

Радиоактивное вещество

Свинцовая коробка

Фольга

Экран

Предполагаемый результат исходя из модели атома по Томсону

Если рассматривать атом исходя их модели атома по Томсону, то отклонения альфа-частиц на большие углы не должно было наблюдаться.

Альфа-частица просто бы пробила «жидкий» атом насквозь.

+

-

-

Предположение Резерфорда

Резерфорд объяснил наблюдаемое явление. По его предположению основная масса атома заключена в малой области – в ядре. Именно эта плотная часть атома при столкновении заставляла тяжелую альфа-частицу изменить своё направление движения. Электроны находятся за пределами ядра.

-

-

+

-

ЯДРО

Предположение Резерфорда

+

При столкновении с плотным ядром, альфа-частицы изменяют траекторию своего движения .

-

-

Атом по Резерфорду

• Из-за некоторого сходства с Солнечной системой, модель атома по Резерфорду назвали планетарной моделью. Роль Солнца играло ядро атома, а роль планет играли электроны.

Трудности модели атома по Резерфорду

Так как электрон движется по окружности, следовательно его движение ускоренное. Причем ускорение довольно большое. Ускоренно движущийся заряд по законам электродинамики Максвелла должен излучать электромагнитные волны. Излучение сопровождается потерей энергии. Теряя энергию, электрон должен приближаться к ядру и в конце упасть на него. В действительности ничего подобного не происходит, атомы устойчивы и в обычном состоянии не излучают.

устойчивое ядро

не

-

-

+

-

ЯДРО

ЯДРО