Слайд 2Введение
Идея существования мельчайших неделимых частиц – атомов была сформулирована еще древнегреческими
философами. Представления об атомах были, как о постоянных, неделимых частицах, разнообразных размеров и форм, лишённых химических и физических свойств, из сочетания которых состоят все материальные тела. Ускоренное развитие химии в конце XVIII — начале XIX веков привело к пересмотру некоторых аспектов атомистического учения. Английский учёный Дж. Дальтон сделал предположение о том, что атом — это мельчайшая частица химического элемента и атомы различных химических элементов имеют разную массу, которая является основной характеристикой атома. Работы итальянских учёных А. Авогадро и С. Канниццаро определили строгие разграничения между атомом и молекулой.
Слайд 3Важнейшими вехами в истории атомной физики были открытие электрона в 1897 английским физиком
Дж.Томсоном и радиоактивного распада французскими учёными М. Склодовской-Кюри и П. Кюри, они изменили представление об атоме как о системе взаимодействующих заряженных частиц, согласно теории голландского физика Х. Лоренца. На основании этих исследований, Томсон предложил в 1903 году модель атома в виде сферы с положительным зарядом, с вкраплениями небольших по размеру частиц с отрицательным зарядом — электронов, удерживающихся в атоме за счёт равенства силы притяжения положительного заряда силам взаимного отталкивания электронов
Слайд 4Модель Томсона была опровергнута в 1909(1911) году его учеником Э. Резерфордом(1871-1937), который предложил планетарную
модель атома, с находящимся в центре массивным по, ложительным плотным ядром, вокруг которого, как планеты вокруг Солнца, летают электроны, число которых в нейтрально заряженном атоме таково, чтобы их суммарный отрицательный заряд компенсировал положительный заряд ядра.
Слайд 5В 1906 году Резерфорд предложил зондирование атомов тяжелых элементов a-частиц, которые
испускались ядром урана или радия. Таким образом предлагалось изучить рассеивание a-частиц в веществе. Масса α-частиц приблизительно в 7300 раз больше массы электрона, а положительный заряд равен удвоенному элементарному заряду, это полностью ионизированный атом гелия.
Слайд 6Опыт Резерфорда:
Опыт заключался в «бомбардировке» атомов тяжелых металлов этими частицами. Радиоактивный
источник, заключенный в свинцовый контейнер, располагается таким образом, что
α-частицы направляются от него к тонкой металлической фольге. Рассеянные частицы попадают на экран со слоем кристаллов сульфида цинка, светящиеся от их ударов. Сцинтилляции (вспышки) можно наблюдать при помощи микроскопа. Угол φ к первоначальному направлению пучка не имеет ограничений для данного опыта.
Слайд 7После испытаний было выявлено, что α-частицы, проходящие через тонкий слой металла, не
испытывали отклонений. Наблюдались их отклонения и на углы, превышающие 30 градусов и близкие к 180.
Слайд 8На малых расстояниях от ядра положительно-заряженная α-частица испытывает значительную силу отталкивания
F от ядра, которую определяют по закону Кулона:
Слайд 9Резерфорд смог ввести формулу, связывающую количество рассеянных на определённый угол альфа-частиц
с энергией альфа-частиц и протонов р в ядре атома. Опытная проверка формулы подтвердила её справедливость и показала, что количество протонов в ядре равно числу внутриатомных электронов Z и определяется атомным номером химического элемента (то есть порядковым номером элемента в периодической системе Д.И.Менделеева):
p = Z
Слайд 10Подсчитывая количество альфа-частиц, рассеянных на различные углы, Резерфорд смог оценить линейные
размеры ядра. Чтобы положительное ядро могло отбросить альфа-частицу назад, потенциальная энергия электростатического (кулоновского) отталкивания у границ ядра атома должна равняться кинетической энергии альфа-частицы:
Оказалось, что ядро имеет диаметр:
dя = 10-13…10-12 см = 10-15…10-14 м
Линейный диаметр самого атома:
da = 10-8 см = 10-10 м
Слайд 11Планетарная модель:
Опыты Резерфорда приводили к радикальным выводам и сомнениям ученых. Используя
классическое представление о движении микрочастиц, он предлагает планетарную модель атома. Ее смысл заключался в том, что центр атома состоит из положительно заряженного ядра, которое является основной частью массы элементарной частицы. Атом считается нейтральным. При наличии кулоновских сил вокруг ядра по орбиталям вращаются электроны
Слайд 12Предложенная Резерфордом планетарная модель была толчком в развитии знаний о строении
атома. Благодаря ей, опыты по рассеиванию αα-частиц смогли объяснить. Но вопрос об его устойчивости остался открытым. Исходя из закона классической электродинамики, заряд, движущийся с ускорением, излучает электромагнитные волны, забирающие и распределяющие энергию. За время 10−8 с10-8 с все электроны потратить всю энергию, вследствие чего упасть на ядро. Так как это не происходит, есть объяснение – внутренние процессы не выполняются согласно классическим законам.