Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
1.doc
Скачиваний:
394
Добавлен:
23.02.2016
Размер:
9.58 Mб
Скачать

22.3 Експериментальнi обгрунтування сучасної теорії атомiв: дослiди Резерфорда по розсiюванню α-часток.

Одна з перших моделей атома, яка rpунтувалася на законах класичної фiзики, була ств. в 1904 р. Томсоном. Атом представляє собою нейтральну систему, що скл. iз (+) зарядженої кулi (+Ze). Всерединi в деяких рiвноважних положеннях знах. Z електронiв, кожен з яких володiє зарядом -е. Вони утримуються бiля положення рiвноваги квазiпружними силами: F=-kr. Однак ця модель не могла пояснити спектральних закономiрностей: к-ть лiнiй у спектрі не повинна перевищувати число електронів у атомі.

Япон. фiзик Нагаока запропонував представляти атом за аналогiєю до сонячної системи. Тобто роль Сонця вiдiграє позитивно заряджена центральна частина атома, навколо неї по встановленим кiльцеподiбним орбiтам рухаються "планети" – 0-1е. Через незначнi змiщення електрони збурюють електромагн. хвилi.

В 1903 р. Леонард дослiджував проходження електронiв через тонку металеву плiвку i встановив, що електрони не змiнюють свою траєкторiю. Це означало, що розмiри додатного заряду атома значно меншi за 10-8 см.

Дослiдження будови атомів були зробленi Резерфордом в 1911 р. Bін вивчав розсiювання α -часток при проходженнi через тонку золоту фольгу (d=0,l мкм).

1 ) ядро і α –частки є точковими зарядами. 2) α –частка не підлітає до ядра настільки близько, щоб на неї діяли ядерні сили. 3) розсіювання α –частки здійсн. за рахунок ел.стат. взаємодії. F=2Ze2 /r2 -центральносиметрична сила. 4) mα/mAu >>1 – відсутня Е віддачі іпри взаємодії ядро залишається нерухомим. 5) mα/ mе=104 – електрони не впливають на рух α –частки.

Дослiди показали, що при проходженнi крiзь фольгу бiльшiсть α -часток зазнає незначних вiдхилень. Однак були й такі, що вiдхилялися на кут 1500 (l частка з 8000). Таке значення розсiяння могло трапитися тiльки внаслiдок дiї позитивного заряду атома.

Проходження переважної бiльшостi α -часток крiзь фольгу з невеликим розсiюванням свiдчило про значнi вiдстанi мiж позитивними зарядами атомів Аи, а дуже великi вiдхилення α –часток – про те, що розміри позитивного заряду атому мають бути набагато меншими за розмір самого атома. Отже, модель Томсона не підтвердилася.

Кутовий розподіл α –часток свідчить про те, що (+) заряд зосереджений в просторовій області розміром менше 10-12см. Це стало підставою для планетарної моделі атома Резерфорда, згідно якої атом(розміром10-8см) скл. з важкого (+) заряду(99,98% маси атома) з радіусом менше10-12см і (-) заряджених електронів, які постійно обертаються навколо ядра під дією доцентрової кулонівської сили.

Результати досліджень Резерфорда виражаються через поперечний ефективний переріз σ. К-ть часток, які за одиницю часу взаємодіють з ядрами мішені і змінюють траєкторію, визн.

N =jnSLσ= jМσ, тут j- густина потоку часток, n-число часток на мішені, S- опроміню вальна площа мішені, L- товщина мішені.

= Z1 Z 2 e2 │2 * 1 φ –кут, при якому розгл. розсіювання

sin4φ/2 Т- Ек частинки, що падає на мішень

Заст. класичної електродинамiки до моделi атома Резерфорда приводить до суперечностi з експерим. фактами. Згiдно з класичною теорiєю повинно спостер. безперервна втрата Е електроном у виглядi випром. електромагн. хвилi та нестiйкiсть атома, а також повинен iснувати лише неперервний спектр випром.

Насправдi атом є стiйкою структурою i випром. Е лише за певних умов у виглядi лiнiйчатого спектру.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]