Планетарная модель атома: опыт резерфорда

Символизм

Щит Комиссии по атомной энергии США

Согласно Нагаока, модель Резерфорда основывалась на идее множества электронов в кольцах. Однако, как только Нильс Бор изменил эту точку зрения на картину всего лишь нескольких планетоподобных электронов для легких атомов, модель Резерфорда-Бора захватила воображение публики. С тех пор он постоянно использовался как символ атомов и даже «атомной» энергии (хотя это более правильно считать ядерной энергией). Примеры его использования за последнее столетие включают, но не ограничиваются:

• Логотип Комиссии по атомной энергии США , которая частично отвечала за его последующее использование, в частности, в отношении технологии ядерного деления .
• Флаг Международного агентства по атомной энергии — атом Резерфорда, заключенный в оливковые ветви.
• Логотип бейсбольной низшей лиги США Albuquerque Isotopes представляет собой атом Резерфорда с электронными орбитами, образующими A.
• Подобный символ, атомный вихрь , был выбран в качестве символа для американских атеистов и стал использоваться как символ атеизма в целом.
• В кодовой точке « Разные символы Юникода» U + 269B () используется атом Резерфорда.
• В телешоу «Теория большого взрыва» в качестве логотипа используется атом Резерфорда.
• Библиотека JavaScript React (библиотека JavaScript) использует атом Резерфорда в качестве своего логотипа.
• На картах он обычно используется для обозначения ядерной энергетической установки.

Немного истории

Начнем со спектроскопии. В 1859 году Г.Кирхгоф и Р.Бунзен разработали метод спектрального анализа и объяснили, в частности, происхождение четырех темных линий поглощения в спектре Солнца. Их обнаружил еще в 1814 году Й.Фраунгофер, а теперь, 45 лет спустя, было показано, что эти линии хорошо совпадают с яркими линиями в спектрах, испускаемых накаленными газами и парами различных веществ в обычных земных условиях. В 1885 году И.Бальмер опубликовал статью, в которой установил, что длины волн этих линий с хорошей точностью подчиняются формуле

где m = 3,4,5 и 6, а k — некоторая постоянная, и могут быть приписаны водороду. Вскоре были обнаружены еще пять линий водорода, но уже в ультрафиолетовой области солнечного спектра поглощения, и их длины волн также с хорошей точностью укладывались в формулу Бальмера. Кстати, эта формула в 1890 году была переписана Ю.Ридбергом для волновых чисел:

Коэффициент \(~\dfrac 4k\) получил название постоянной Ридберга R (по современным данным R = 10973731,77 м-1). Затем обнаружили целых три серии линий в инфракрасной области спектра атома водорода, которые тоже охватывались упомянутой формулой. И вообще, как оказалось, все пять серий линий можно описать одной формулой — формулой Бальмера — Ридберга

где для каждой серии число n свое: n = 1, 2, 3, 4, 5, а внутри серии число m принимает ряд значений, начиная с n + 1. Однако, фундаментального физического обоснования закономерностей линейчатых спектров в то время не было. В частности, существовавшая «пудинговая» модель атома Дж.Дж.Томсона, согласно которой отрицательно заряженные электроны, как изюминки в пудинге, были распределены в неком жидком положительно заряженном веществе, к указанным результатам не приводила.

Теперь следует вспомнить о том, что в 1900 году М.Планку для объяснения закономерностей теплового излучения пришлось выдвинуть идею о квантовой, дискретной структуре излучения и распространения света (уже имевшую, кстати сказать, к моменту рождения «экспериментальное подтверждение» — еще в 1887 году Г. Герц наблюдал внешний фотоэффект), и не забыть о явлениях, также подтверждавших сложное строение атома, — открытии Дж.Дж.Томсоном электрона, обнаружении радиоактивности и термоэлектронной эмиссии.

Что же было общим для всех этих явлений? Очевидно, то, что они не могли быть удовлетворительно объяснены, исходя из существовавших в то время представлений о строении атома. Однако (и история физики это подтверждает) накопление такого рода фактов может происходить достаточно долго, пока не произойдет «скачок» — такое событие в истории науки, которое вынесет окончательный приговор либо в пользу накопившихся фактов, либо в пользу опровергаемой ими теории. Таким «скачком» в истории атома стали опыты Резерфорда, которые легли в основу создания новой теории строения атома.

Модель атома Томсона

Открыв в 1897 году электрон, Томсон предположил, что атом представляет собой:

1. систему шарообразной формы.

2. положительный заряд атома равномерно распределен по всему объему шара, а отрицательно заряженные электроны находятся внутри него.

3. электроны, распределены по всему атому, которые можно вырвать из атома, тогда атом становится ионом.

4. в целом атом нейтральная частица. Но необходимо было доказать действительно ли заряд распределен по всему объему?

Резерфорд в 1911г. проделал опыт и пришел к выводу, что сильное отклонение  a-частиц возможно только, если внутри атома имеется сильное электрическое поле, которое сконцентрировано в очень малом объеме, который он назвал ядром атома.

Опираясь на эти факты Резерфорд, предложил планетарную модель атома.

Учитель:Вывод из опыта запишите в тетрадь. В связи с этим возник вопрос, имеет ли составные части ядро? Обратимся к ссылке: /dlrstore/669bee8c-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/4_4.swf Таким, образом, была предложена протонно-нейтронная модель атома. (зарисовать в тетрадь) Для закрепления материала выполни задание:

Рефлексия (на партах листочки для рефлексии)Интерес: что интересного было на уроке?

Творчество:какие творческие задания вы выполнили?

Обучение:чему вы научились?

Главное:что сегодняшний урок принёс мне?

Домашнее задание: 1.§65, 66 письменно на вопрос 32Разгадай кроссворд:

Для того, чтобы решить кроссворд необходима вспомнить фамилии ученых, с которымивы познакомились на сегодняшнем уроке.

1. Способность атомов некоторых химических элементов к самопроизвольному излучению (радиоактивность).

2. Древнегреческий философ, высказавший предположение о том, что все тела состоят из мельчайших частиц (Демокрит).

3. Ученый, доказавший сложный состав радиоактивного излучения (Резерфорд).

4. Ученый, предложивший одну из первых моделей строения атома (Томсон).

После разгадывания кроссворда, по вертикали можно прочитать слово “атом” Приложение №1Альфа-излучение Альфа-излучение — это поток тяжелых положительно заряженных частиц. Возникает в результате распада атомов тяжелых элементов, таких как уран, радий и торий. В воздухе альфа-излучение проходит не более пяти сантиметров и, как правило, полностью задерживается листом бумаги или внешним омертвевшим слоем кожи. Однако если вещество, испускающее альфа-частицы, попадает внутрь организма с пищей или воздухом, оно облучает внутренние органы и становится опасным.

Бета-излучение Бета-излучение — это электроны, которые значительно меньше альфа-частиц и могут проникать вглубь тела на несколько сантиметров. От него можно защититься тонким листом металла, оконным стеклом и даже обычной одеждой. Попадая на незащищенные участки тела, бета-излучение оказывает воздействие, как правило, на верхние слои кожи. Во время аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году пожарные получили ожоги кожи в результате очень сильного облучения бета-частицами. Если вещество, испускающее бета-частицы, попадет в организм, оно будет облучать внутренние ткани.

Гамма-излучение Гамма-излучение — это фотоны, т.е. электромагнитная волна, несущая энергию. В воздухе оно может проходить большие расстояния, постепенно теряя энергию в результате столкновений с атомами среды. Интенсивное гамма-излучение, если от него не защититься, может повредить не только кожу, но и внутренние ткани. Плотные и тяжелые материалы, такие как железо и свинец, являются отличными барьерами на пути гамма-излучения.

Как видно, альфа-излучение по его характеристикам практически не опасно, если не вдохнуть его частички или не съесть с пищей. Бета-излучение может причинить ожоги кожи в результате облучения. Самые опасные свойства у гамма-излучения. Оно проникает глубоко внутрь тела, и вывести его оттуда очень сложно, а воздействие очень разрушительно.

В любом случае без специальных приборов знать, что за вид радиации присутствует в данном конкретном случае нельзя, тем более, что всегда можно случайно вдохнуть частички радиации с воздухом. Поэтому общее правило одно – избегать подобных мест, а если уж попали, то укутаться как можно большим количеством одежды и вещей, дышать через ткань, не есть и не пить, и постараться поскорее покинуть место заражения. А потом при первой же возможности избавиться от всех этих вещей и хорошенько вымыться.

• www.yaklass.ru
• videouroki.net
• infopedia.su
• gigabaza.ru

Экспериментальная основа модели [ править ]

Резерфорд опроверг модель Томсона в 1911 году своим известным экспериментом с золотой фольгой, в котором он продемонстрировал, что атом имеет крошечное и тяжелое ядро. Резерфорд разработал эксперимент по использованию альфа-частиц, испускаемых радиоактивным элементом, в качестве зондов невидимого мира атомной структуры. Если Томсон был прав, луч проходил бы прямо через золотую фольгу. Большая часть лучей прошла через фольгу, но некоторые были отклонены.

Резерфорд представил свою собственную физическую модель субатомной структуры как интерпретацию неожиданных экспериментальных результатов. В нем атом состоит из центрального заряда (это современное атомное ядро , хотя Резерфорд не использовал термин «ядро» в своей статье), окруженного облаком (предположительно) вращающихся по орбите электронов . В этой статье, опубликованной в мае 1911 года, Резерфорд посвятил себя только небольшой центральной области атома с очень высоким положительным или отрицательным зарядом.

Из чисто энергетических соображений о том, как далеко частицы известной скорости смогут проникнуть к центральному заряду в 100 э, Резерфорд смог вычислить, что радиус его центрального золотого заряда должен быть меньше (насколько меньше нельзя сказать. ), чем 3,4 × 10-14 метров. Это было в атоме золота, имеющем радиус 10 -10 метров или около того — очень удивительное открытие, поскольку оно предполагало сильный центральный заряд менее 1/3000 диаметра атома.

Модель Резерфорда служила для концентрации значительной части заряда и массы атома в очень маленьком ядре, но не приписывала никакой структуры оставшимся электронам и остающейся атомной массе. В нем упоминается атомная модель Хантаро Нагаока , в которой электроны расположены в одном или нескольких кольцах, с особой метафорической структурой стабильных колец Сатурна. Модель сливового пудинга Дж. Дж. Томсона также имела кольца вращающихся электронов. Жан Батист Перрен утверждал в своей Нобелевской лекции что он был первым, кто предложил модель в своей статье 1901 года.

В статье Резерфорда было высказано предположение, что центральный заряд атома может быть «пропорционален» его атомной массе в единицах массы водорода u (примерно 1/2 от этой массы в модели Резерфорда). Для золота это массовое число составляет 197 (неизвестно в то время с большой точностью), и поэтому, по модели Резерфорда, оно, возможно, равно 196 u. Однако Резерфорд не пытался установить прямую связь между центральным зарядом и атомным номером , поскольку «атомный номер» золота (в то время просто номер его места в периодической таблице)) было 79, и Резерфорд смоделировал заряд примерно как +100 единиц (на самом деле он предположил, что положительный заряд составляет 98 единиц, что составляет половину от 196). Таким образом, Резерфорд формально не предполагал, что эти два числа (место в периодической таблице, 79 и заряд ядра, 98 или 100) могут быть совершенно одинаковыми.

Через месяц после появления статьи Резерфорда предложение относительно точного тождества атомного номера и заряда ядра было сделано Антониусом ван ден Бруком и позже подтверждено экспериментально в течение двух лет Генри Мозли .

Это ключевые показатели —

• Электронное облако атома не влияет на рассеяние альфа-частиц .
• Большая часть положительного заряда атома сосредоточена в относительно крошечном объеме в центре атома, известном сегодня как ядро . Величина этого заряда пропорциональна (вплоть до числа зарядов, которое может составлять примерно половину) атомной массы — остальная масса, как теперь известно, в основном приписывается нейтронам . Эта концентрированная центральная масса и заряд отвечают за отклонение как альфа-, так и бета- частиц.
• Масса тяжелых атомов, таких как золото, в основном сосредоточена в области центрального заряда, поскольку расчеты показывают, что она не отклоняется и не перемещается высокоскоростными альфа-частицами, которые имеют очень высокий импульс по сравнению с электронами, но не по отношению к тяжелым атомам. атом в целом.
• Сам атом примерно в 100000 (10 5 ) раз больше диаметра ядра. Это может быть связано с положением песчинки в середину футбольного поля .

Опыты Резерфорда

Еще с 1906 года Э.Резерфорд изучал прохождение α-частиц через различные по своим свойствам вещества, а в декабре 1910 года им была выведена формула, описывающая рассеяние α-частиц. Из формулы следовало, что для конкретного источника (с заданными плотностью потока и кинетической энергией частиц) число частиц ΔN, рассеивающихся в телесном угле ΔΩ, связано с углом рассеяния θ соотношением

Соответствующий график изображен на рисунке 1 (коэффициент пропорциональности условно принят за 1).

Помощники Резерфорда (Гейгер и Марсден) провели многие недели в полной темноте, регистрируя вспышки рассеянных фольгой α-частиц на люминесцирующих экранах (они насчитали около двух миллионов различных актов рассеяния). И что же? Оказалось, что некоторые частицы (хотя их относительно мало) отклоняются на очень большие углы — иногда больше 90°, а согласно Томсону такого быть не должно. Полученные данные неопровержимо свидетельствовали о том, что о «пудинге» не может быть и речи. В мае 1911 года Резерфорд впервые опубликовал свои результаты в статье «Рассеяние α-частиц веществом и строение атома», в которой увидела свет ядерная модель атома и обсуждалось ее резкое противоречие модели атома Томсона. Атом по Резерфорду подобен планетарной системе: тяжелое положительно заряженное ядро (Солнце) и вращающиеся по орбитам вокруг него электроны (планеты).

Зададимся, однако, вопросом: был ли Резерфорд одинок в своем отрицании «пудинговой» модели? Неужели никто больше не видел всей сложности противоречий в вопросе о строении атома и не пытался как-то изменить эту модель? История физики свидетельствует: такие попытки были, и были задолго до 1911 года. Например, французский физик Ж.Перрен еще в 1901 году упоминал в своих лекциях о возможности существования ядерно-планетарной структуры атома. А в 1904 году модель сатурноподобного атома предложил японец Х.Нагаока: центральную положительную частицу окружало в его атоме кольцо электронов, двигавшихся с одной и той же угловой скоростью (чем не Сатурн с кольцами?). Неизвестно точно, встречался ли Резерфорд с Нагаокой (который путешествовал примерно в это время по Европе и был даже в Манчестере), но в указанной статье ссылки на эту модель есть. Еще одна, интересная на наш взгляд, аналогичная модель была предложена английским астрофизиком Дж.Никольсоном примерно в 1911 — 1912 годах — он построил ее для объяснения ряда линий непонятного происхождения в спектрах туманностей.

Список можно было бы и продолжить. Однако вернемся к опытам Резерфорда и его статье. Ряд фраз из нее свидетельствовали о том, что сам исследователь не мог не понимать, что его модель противоречит классической электродинамике Максвелла — поскольку ускоренно движущийся заряд должен непрерывно излучать, электрон (в планетарной модели) должен очень быстро упасть на ядро, всего за 10-8 с. Как же тогда может идти речь об устойчивости атома? Да и спектр излучения по классическим представлениям должен быть непрерывным (а не линейчатым), так как частота обращения должна непрерывно меняться. Ядерно-планетарная модель, таким образом, до предела обостряла противоречие теории с наблюдаемой устойчивостью атома. Ситуация возникла драматическая, и самому Резерфорду не было суждено выпутаться из всех противоречий. А выход, тем не менее, был найден.

Предыстория открытия, чем отличалась от модели Резерфорда

В физике 1897 год отмечен знаменательным событием. В это время Джозефом Джоном Томпсоном были открыты электроны. Таким образом, ученому удалось экспериментальным путем подтвердить гипотезу о том, что атом – не «монолитная» частица. Вместе с тем отсутствовало точное представление о характере элементарных частиц.

В результате серии опытов был определен отрицательный заряд электронов. При этом имелась информация о нейтральном заряде атомов. Томпсон выдвинул предположение о наличии некого источника положительного заряда в атоме, что позволяет компенсировать отрицательный заряд электронов. Английским физиком было выдвинуто несколько вероятных механизмов взаимодействия частиц, находящихся внутри атома:

• электрон с отрицательным зарядом присоединяется к частице с положительным зарядом и перемещается вместе с ней;
• электроны совершают вращательные движения вокруг центральной области положительного заряда, который характеризуется такой же величиной, что и все электроны;
• электроны занимают область пространства, являющуюся самостоятельным однородным положительным зарядом.

Ученый остановился на третьем варианте, который казался ему наиболее вероятным, отражающим структуру атомов. Публикация модели атома Томпсона состоялась в 1904 году в мартовском выпуске издания Philosophical Magazine. Журнал пользовался авторитетом в Британии.

Мнение автора заключалось в том, что атомы элементов включают в себя определенное количество отрицательно наэлектризованных корпускул или электронов, которые заключены в сферу равномерной положительной электризации. Тем самым, ученый отказался от предшествующей своей теории о «туманном атоме», согласно которой частицы состояли из нематериальных вихрей.

Научное сообщество проявило большой интерес к публикации Томпсона. Однако гипотеза столкнулась с критикой со стороны многих авторитетных физиков по причине отсутствия прочных доказательств. С другой стороны, рассматриваемая модель атома полностью отвечала представлениям и результатам экспериментов, которые были известны в то время.

Только в 1911 году была представлена более точная модель атома Резерфорда. Отличие от модели Томпсона заключается в том, что, согласно представлениям Резерфорда, положительный заряд расположен в малой области атома, а компенсирующие электроны окружают его. К такому утверждению ученый пришел в результате экспериментов по бомбардировке атомов. В дальнейшем данная модель рассматривалась в качестве планетарной модели атома по Резерфорду.

Как описывал атом Томпсон, почему модель назвали «Пудинг с изюмом»

Томпсон был известен, как проницательный и практичный ученый. Основываясь на известных экспериментальных данных, он выдвинул гипотезу об атомной модели. Предположение о том, что объем заряда положительный, является отражением научного подхода Томпсона к открытию, которое стало руководством к действию для дальнейших экспериментов.  

Исходя из теории, стабилизация орбит электронов внутри атомной модели Томпсона объясняется воздействием возрастающей силы притяжения на электрон, удаляющийся от центра положительно заряженной сферы или облака. Данное воздействие способствует возвращению электрона, что обусловлено законом Гаусса, подтверждающим более высокую концентрацию положительного заряда во внутренней области сферы.

Рассматриваемая модель предполагает свободное вращение электронов по кольцам, дополнительно стабилизированным, благодаря взаимодействию электронов между собой. С помощью спектроскопических значений объяснялись энергетические различия между отдельными кольцевыми орбитами.

По представлениям тех времен, расположение электронов в сфере с положительным зарядом напоминало изюм в пироге или фруктовые кусочки в сливовом пудинге. В связи с этим концепция приобрела название «пудинговой» модели атома.

Плюсы и минусы теории

Модель Томпсона является объяснением излучения атомов. Однако весь комплекс эмпирических данных по спектрам атома не был подтвержден в этой модели. Формулы определенных химических элементов описали их спектры, но противоречили рассматриваемой модели. Таким образом, с помощью модели Томпсона не получилось объяснить дискретный характер, которым обладают спектры атомов.

Проблема также заключалась в описании устойчивости атома. Представленная модель не могла охарактеризовать рентгеновское и гамма-излучения, которые испускают атомы. Кроме того, отсутствовали пояснения относительно определения размеров атома. Модель противоречила опытам, направленных на изучение того, как распределяется положительный заряд в атоме. Спустя некоторое время после создания модель Томсона признали ошибочной.

В настоящее время рассматриваемая модель имеет историческое значение и, несмотря на несостоятельность, является важным элементом в цепочке развития научных знаний о строении вещества. В качестве еще одного достоинства модели атома Томпсона можно отметить ее простоту. Благодаря этому преимуществу, гипотезу удалось опровергнуть и продвигать науку дальше.

Квантовые постулаты Бора. Испускание и поглощение света атомами. Спектральный анализ.

Первый постулат Бора (постулат стационарных состояний) гласит: атомная система может находится только в особыхстационарныхиликвантовыхсостояниях, каждому из которых соответствует определенная энергияE_n. В стационарных состояниях атом не излучает.

Спектры бывают сплошные, линейчатые и полосатые.           Сплошные спектры излучают все вещества, находящиеся в твердом или жидком состоянии. Сплошной спектр содержит волны всех частот видимого света и поэтому выглядит как цветная полоса с плавным переходом от одного цвета к другому в таком порядке: красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий и фиолетовый (каждый охотник желает знать, где сидит фазан).

Линейчатые спектры излучают все вещества в атомарном состоянии. Атомы всех веществ излучают свойственные только им наборы волн вполне определенных частот. Как у каждого человека свои личные отпечатки пальцев, так и у атома данного вещества свой, характерный только ему спектр.

Линейчатые спектры излучения выглядят как цветные линии, разделенные промежутками. Природа линейчатых спектров объясняется тем, что у атомов конкретного вещества существуют только ему свойственные стационарные состояния со своей характерной энергией, а следовательно, и свой набор пар энергетических уровней, которые может менять атом, т. е.

электрон в атоме может переходить только с одних определенных орбит на другие, вполне определенные орбиты для данного химического вещества.           Полосатые спектры излучаются молекулами. Выглядят полосатые спектры подобно линейчатым, только вместо отдельных линий наблюдаются отдельные серии линий, воспринимаемые как отдельные полосы.

Характерным является то, что какой спектр излучается данными атомами, такой же и поглощается, т. е. спектры излучения по набору излучаемых частот совпадают со спектрами поглощения.

Поскольку атомам разных веществ соответствуют свойственные только им спектры, то существует способ определения химического состава вещества методом изучения его спектров. Этот способ называется спектральным анализом. Спектральный анализ применяется для определения химического состава ископаемых руд при добыче полезных ископаемых, для определения химического состава звезд, атмосфер, планет; является основным методом контроля состава вещества в металлургии и машиностроении.

• studfiles.net
• nsportal.ru
• studfiles.net
• studfiles.net

Модель — резерфорд

В соответствии с моделью Резерфорда в 1915 г. считали, что электроны движутся вокруг ядер по орбитам. Далее классическая физика постулировала, что при ускорении заряженной частицы излучается энергия. Таким образом, электроны должны постоянно испускать излучение, так как движение по кругу равносильно постоянному ускорению в новом направлении. Если электрон постоянно испускает энергию, то его орбита; должна постоянно уменьшаться, в результате чего электрон будет приближаться к ядру. В конце концов он должен упасть на ядро. В процессе уменьшения орбиты электрон должен также испускать постоянно изменяющийся непрерывный спектр излучения.
 

В частности, по модели Резерфорда атом водорода состоит из Солнца — протона с одной планетой — электроном. Кулоновская сила между ними убывает обратно пропорционально квадрату расстояния между ними — точно так же как сила между Солнцем и планетой, или в системе спутник — Земля сила между Землей и спутником. В разделе 24.5 мы изучили связь и отрыв тел в таких именно системах.
 

Еще более серьезный изъян в модели Резерфорда становится очевидным, как только мы начнем рассматривать поведение электронов. По представлению Резерфорда, в атоме электроны движутся вокруг ядра подобно планетам вокруг Солнца. Действительно, находясь под действием кулоновской силы, они могут избежать немедленного падения на ядро, только непрерывно обращаясь вокруг него. Это движение есть ускоренное движение и поэтому должно сопровождаться испусканием электромагнитных волн.
 

По сравнению с прежними взглядами на строение атома модель Резерфорда была шагом вперед, так как впервые атом был представлен как система движущихся зарядов.
 

Во-вторых, являясь, согласно (43.4), механически устойчивой, модель Резерфорда оказалась неустойчивой с точки зрения законов классической электродинамики.
 

Следующий решающий шаг сделал Бор в 1913 г., подчинив модель Резерфорда законам квантовой механики с неизлучающими стационарными орбитами, отвечающими целым квантовым числам. За первым числом, определяющим радиус орбиты ( и), последовало второе ( k), определяющее эллиптичность ее, и, наконец, третье, дающее наклон плоскости орбиты к оси атома.
 

Второй постулат представляет собой правило для нахождения энергий разрешенных состояний атома применительно к модели Резерфорда.
 

Бором была предложена модель атома, принципиально новым элементом которой по сравнению с моделью Резерфорда явилось наличие особых стационарных электронных орбит.
 

Движущей силой в исследованиях электронной оболочки атомов было стремление объяснить их свойства, безусловно связанные с поведением электронов и необъяснимые с точки зрения модели Резерфорда, в частности, устойчивость атомов. По законам классической электродинамики электрон, двигаясь вокруг ядра, неизбежно теряет энергию. С уменьшением запаса энергии у электрона радиус его вращения должен непрерывно уменьшаться и в результате электрон должен упасть на ядро. Фактически же атом представляет собой устойчивую систему.
 

В следующем 1913 году Нильс БОР сделал в каком-то смысле решающий шаг, объединивший два указанных подступа к проблеме строения атома: он применил к модели Резерфорда идею Планка о квантовании.
 

Модель Резерфорда, описывающая атом как очень малое, но массивное положительно заряженное ядро, окруженное некоторым числом электронов, представляется в основном правильной.
 

Модель Резерфорда не позволяла объяснить, почему электроны, обращающиеся вокруг ядра, не испускают света или энергии какого-нибудь другого вида, как того требует теория электромагнитного поля, и не падают по спирали на ядро.
 

Модель Томсона ( 1904) — это положительно заряженная сферическая частица, внутри которой распределены электроны. Модель Резерфорда ( 1911) — планетарная ( ядерная) модель строения атома.
 

Согласно модели Резерфорда, электрон притягивается к ядру противоположным электрическим зарядом. Поэтому электрон должен вращаться, двигаться ( как планета) по эллиптической орбите вокруг ядра-солнца. Однако вращающийся электрон не может существовать.
 

Разница между моделью Резерфорда и Бора

Определение

Модель Резерфорда: Модель Резерфорда утверждает, что атом состоит из центрального ядра, где сосредоточена почти вся масса этого атома, и легкие частицы движутся вокруг этого центрального ядра.

Модель Бора: Модель Бора объясняет, что электроны всегда движутся в определенных оболочках или орбитах, которые расположены вокруг ядра, и эти оболочки имеют дискретные уровни энергии.

наблюдение

Модель Резерфорда: Модель Резерфорда была разработана на основе наблюдений за экспериментом с золотой фольгой.

Модель Бора: Модель Бора была разработана на основе наблюдений линейных спектров атома водорода.

Уровни энергии

Модель Резерфорда: Модель Резерфорда не описывает наличие дискретных уровней энергии.

Модель Бора: Модель Бора описывает наличие дискретных уровней энергии.

Размер орбиталей

Модель Резерфорда: Модель Резерфорда не объясняет связь между размером орбиты и энергией орбиты.

Модель Бора: Модель Бора объясняет связь между размером орбиты и энергией орбиты; самая маленькая орбиталь имеет самую низкую энергию.

Заключение

И модель Резерфорда, и модель Бора объясняют одну и ту же концепцию строения атома с небольшими вариациями. Основное различие между моделью Резерфорда и моделью Бора состоит в том, что модель Резерфорда не объясняет энергетические уровни в атоме, тогда как модель Бора объясняет энергетические уровни в атоме.

Похожие записи:

Центростремительное ускорение Что готовит гороскоп на 2021 год для женщин-дев Карта ленорман «развилка, перекресток» в гадании: значение и сочетание с другими картами «меня не волнуют твои бывшие девушки»: о чем жены врут своим мужьям Привороты на любовь мужчины Печенька с предсказанием гадание