История изучения атома

Представление об атоме, состоящем из мельчайшего ядра и электронных облаков, возникло в физике не сразу. На рубе­же XIX—XX вв. приоритетной казалась модель атома, пред­ложенная в 1897 г. английским физиком Дж. Дж. Томсоном, открывшим электрон. Томсон считал, что атом состоит из положительно заряженного вещества, внутрь которого вкраплены электроны, как «пудинг с изюмом».

И только по­сле изучения рассеяния α-частиц веществом Резерфорд в 1911 г. предложил планетарную модель атома, состоящего из ядра и вращающихся вокруг него электронов. Однако он хорошо понимал уязвимость этой модели и говорил, что зна­ет, как выглядит атом, но не знает, как он устроен. Пробле­ма заключалась в том, что «классические» электроны долж­ны при вращении излучать энергию и падать на ядро. В классической физике существование стабильных «плане­тарных» атомов невозможно. Но ведь мы-то существуем, а мы состоим из атомов.

Для регистрации рассеян­ных α-частиц Резерфорд использовал сцинтилляционные счетчики, созданные им в 1908 г. совместно с Гейгером. А чтобы интер­претация опытов была объ­ективной, как рассказывал П. Л. Капица, счет сцинтил­ляций, обработку результа­тов и построение графиков выполняли люди, которые не знали, что должно полу­читься. Таким образом, ис­ключалась подтасовка ре­зультатов. Лаборатория Резерфорда славилась тем, что там не было сделано ни одного ошибочного откры­тия!

Нужны были новые идеи, чтобы раз­решить этот парадокс. И первый шаг сделал датский физик Нильс Бор в 1913 г. Он предположил, что состояния электро­на в атоме «квантуются», т. е. электрон в атоме может нахо­диться только на определенных орбитах, для которых вы­полняется условие

mvr = nћ,

где m — масса, v — скорость, r — радиус орбиты электрона, ћ = 1,05 • 10^-34 Дж•с — постоян­ная Планка, n — целое положительное число.

И хотя впос­ледствии выяснилось, что это условие неточно, теория Бора «зафиксировала» стабильность атома и объяснила дискрет­ность атомных спектров. Интересно, что в этой теории в ре­зультате наложения «ошибки на ошибку» были получены правильные значения энергий электрона в атоме водорода. Последовательное же описание атомов и ионов оказалось возможным только после создания квантовой механики.

Квантовая механика объясняет устойчивость атомов, позво­ляет для простых атомов достаточно точно вычислить уров­ни энергии, с помощью приближенных методов рассчитать характеристики сложных атомов, обосновывает периодиче­скую таблицу элементов, описывает электрические и маг­нитные свойства атомов.

Идеи о «планетарном» строении атома высказывались и до Резерфорда. В 1904 г. японский физик X. Нагаока предло­жил модель атома, представляющего собой положительное ядро, вокруг которого вращается кольцо из электронов («атом типа Сатурна»), В 1906 г. подобные идеи высказывал ирландский физик Дж. Дж. Стони. Но физики не придали им должного значения, так как эти идеи ни на чем не осно­вывались и были чисто умозрительными. Материал с сайта http://worldof.school

Физики же свое отноше­ние к теории Бора выра­зили в шутливой пародии на английское стихотво­рение «Дом, который по­строил Джек»:

На этой странице материал по темам:

• Історія вивчення атома реферат

• Теория об атомов кратко реферат

• Краткое сообщение на тему атом

• История изучения атомов

• Краткий конспект история изучение атома