Neilgi pēc atoma subatomisko daļiņu atklāšanas zinātnieki ļoti vēlējās atklāt šo daļiņu izplatību atomā, tika piedāvāti dažādi atomu modeļi, lai izskaidrotu atoma uzbūvi. Uzziniet šajā rakstā par Tomsona atomu modelis.
Tomsona atomu modelis
1898. gadā Džozefs Džons Tomsons ierosināja pirmo no daudziem atomu modeļiem, viņš paziņoja, ka atoms ir veidots kā sfēra ar rādiusu aptuveni 10-10 m, kur pozitīvais lādiņš ir vienmērīgi sadalīts, elektroni ir iegulti šajā. sfēra, lai nodrošinātu stabilāku elektrostatisko izkārtojumu.
Svarīgs šī modeļa aspekts ir tāds, ka tas pieņem, ka atoma masa ir vienmērīgi sadalīta pa atomu, Tomsona atomu teorija veiksmīgi izskaidroja atoma vispārējo neitralitāti.
Tomēr viņa priekšlikumi nebija pastāvīgi, ņemot vērā vēlāk veikto eksperimentu ietekmi. 1906. gadā Tomsonam tika piešķirta Nobela prēmija fizikā par viņa hipotēzēm un eksperimentiem par elektrības vadīšanu ar gāzēm.
Tomsons domāja, ka elektrons ir divus tūkstošus reižu vieglāks par protonu un uzskatīja, ka atoms sastāv no tūkstošiem elektronu, šajā atomu struktūras modelī viņš iedomājās, ka atomus ieskauj mākonis, kuram ir pozitīvi un negatīvi lādiņi.
Gaisa jonizācijas demonstrāciju ar rentgena stariem veica arī viņš kopā ar Rezerfordas atomu modelisViņi bija pirmie, kas parādīja, ka Tomsona atoma modelis ir līdzīgs plūmju pudiņam.
Tomsons uzskatīja, ka atomi ir līdzīgas pozitīvi iepakotas vielas sfēras, kurās ir iegulti elektroni, kas izceļas kā plūmju pudiņa modelis, un tie ir jāatmet gan teorētisku, gan praktisku iemeslu dēļ par labu Raterforda atomu paraugam, jo elektroni attēlo orbītas ap mazs pozitīvs kodols.
iezīmes
Tomsons nonāca pie sava atoma modeļa, veicot vairākus novērojumus, no kuriem pirmais bija tas, ka Rentgena jaunatklātie rentgena stari spēj jonizēt gaisa molekulas, līdz tam vienīgais veids, kā jonizēt, bija ķīmiski atdalīt jonus šķīdumā.
Bet angļu fiziķis ar rentgena palīdzību veiksmīgi jonizēja pat monatomiskas gāzes, piemēram, hēliju, un tas lika viņam atzīt, ka lādiņš atoma iekšienē var tikt atdalīts un tāpēc nav atdalāms, viņš arī pievērsa uzmanību tam, ka katoda starus var novirzīt elektriskie un magnētiskie lauki.
Tāpēc Tomsons izstrādāja modeli, kas pareizi izskaidro faktu, ka atoms ir elektriski neitrāls un ka katoda stari sastāv no negatīvi lādētām daļiņām.
Izmantojot eksperimentālo realitāti, Tomsons atomu noteica šādi:
- Atoms ir elektriski neitrāls ciets aplis, kura rādiuss ir aptuveni 10-10 m.
- Pozitīvais lādiņš ir vairāk vai mazāk vienmērīgi sadalīts pa visu sfēru.
- Atomam ir negatīvi piesātināti "ķermeņi", kas apliecina tā neitralitāti.
- Šie asinsķermenīši ir vienādi visām matērijām.
- Kad atoms ir līdzsvarā, pastāv n asinsķermenīši, kas parasti izkārtoti gredzenos pozitīvā lādiņa lokā.
- Atoma masa ir vienmērīgi sadalīta.
Ierobežojumi
Tomsonam bija vairāki ierobežojumi, piemērojot savu teoriju:
- Viņš nevarēja izskaidrot atoma pastāvību, jo viņa modelis nespēja atklāt, kā pozitīvs lādiņš imobilizē negatīvi lādētos elektronus atomā, tāpēc šī teorija nekad nav spējusi izskaidrot kodola fokusu atomā.
- Tomsona modelis nevarēja atklāt alfa daļiņu izkliedi ar plānām metāla plāksnēm.
- Tā atbalstam nav eksperimentālu pierādījumu.
Aunque el Tomsona modelis tas nebija precīzs modelis, lai izskaidrotu atoma uzbūvi, tas izrādījās pamats citu atomu modeļu izstrādei, atoma un tā struktūras izpēte ir pavērusi ceļu daudziem izgudrojumiem, kuriem ir bijusi nozīmīga loma attīstībā. cilvēces.
Kas bija Džozefs Džons Tomsons?
Džozefs Džons Tomsons dzimis 18. gada 1856. decembrī Kītemā, netālu no Mančestras, no skotu vecākiem, pēc inženierzinātņu studijām Ovensa koledžā, viņš mācījās Kembridžas Trīsvienības koledžā, pirms 1884. gadā kļuva par Kembridžas universitātes Kavendiša profesoru fizikas katedrā. .
1890. gadā viņš apprecējās ar Rozu Pedžetu, kura viņam dos divus bērnus; tomēr 1894. gadā viņš kļuva par Kembridžas Kavendiša laboratorijas direktoru, šajā amatā viņš ieņēma līdz 1919. gadam.
Daudzu ar Maksvela elektromagnētismu saistītu darbu autors Tomsons nodeva sevi katodstaru izcelsmes izpētei, kas tajā laikā bija zinātnisku debašu centrā.
1897. gadā, divus gadus pēc Perrina atklājuma (kas bija parādījis, ka katoda stariem ir negatīvi lādiņi), viņam izdevās novirzīt katoda starus elektriskajā laukā, no tā izriet uzskats, ka katoda staru sastāvs ir negatīvi elektriskie lādiņi, elektroni.
Akadēmiķis nosaka šo daļiņu svarīgākos raksturlielumus, pakļaujot katoda starus divu lauku vienlaicīgai darbībai: vienam magnētiskam un otram elektriskam, tādā veidā viņam izdodas izmērīt ātrumu un lādiņa un masas saistību.
Ņemot vērā miglas pilienu migrāciju elektriskajā laukā, turklāt viņš nonāk pie pirmā novērtējuma, kas saistīts ar elektrona masu.
Tajā pašā gadā Tomsons demonstrē elektronu emisiju termoelektroniskajā efektā un fotoelektriskajā efektā un tāpēc sadarbībā ar Ernestu Raterfordu veic metodi radioaktīvo vielu radītā starojuma rakstura mērīšanai, pamatojoties uz jonizāciju, kas iedarbojas uz gāze.
Elektronu atklāšanu izmanto, lai pētītu gāzu fenomenu, ko šķērso elektrība, fiziķa atrastais skaidrojums sastāv no jonizācijas teorijas, kas 1906. gadā ieguva Nobela prēmiju, tomēr elektrona atklāšana atkal aktualizē jautājums par Matērijas organizācijas līmeņi.
1904. gadā Tomsons ierosināja atoma modeli, kas sastāv no nepārtraukti sadalītas pozitīvas elektrības, kurā vairāki elektroni pārvietojas pa koncentriskiem apļveida ceļiem, kas ļauj kompensēt pozitīvo lādiņu.
Lai gan to pārspēj Rezerforda atomu modelis, Tomsona hipotēze izrādās neapšaubāmi svarīga, jo tā koncentrējas uz radioaktīvās nestabilitātes problēmu, kas raksturo jebkuru atomu modeli, tostarp elektronus, kuru pamatā ir klasiskā fizika.
Tomsona modeļa ietekme
El Tomsona modelis tika pieņemta kā labākā pieejamā atomu teorija, Tomsona teoriju atšķir tās noteikta iekšējā sadalījuma piešķiršana atomam, kā arī dinamisku pieņēmumu kopums.
1899. gadā rakstā, kas adresēts Lielbritānijas Zinātnes attīstības asociācijai, Tomsons iepazīstināja ar sava modeļa būtiskām sastāvdaļām bez jebkādas matemātiskas formulas:
"Es uzskatu, ka atoms satur lielu skaitu mazāku ķermeņu, kurus es saukšu par asinsķermenīšiem, normālā atomā šis korpusu kopums veido sistēmu, kas ir elektriski neitrāla."
Lai gan atsevišķi asinsķermenīši uzvedas kā negatīvi joni, kad tie ir apvienoti neitrālā atomā, negatīvo efektu līdzsvaro kaut kas tāds, kas liek telpai, caur kuru izplešas asinsķermenīši, liekot tai darboties tā, it kā tiem būtu vienāds pozitīvs elektriskais lādiņš. negatīvo lādiņu summa asinsķermenīšos.
Tomsons izveidoja savu atomu teoriju, lai novestu pie matemātiskās analīzes, kur stabilitātei, kā norāda virsraksts, ir izšķiroša nozīme, līdzsvara atomam ir n asinsķermenīši un ir izvietoti vienādos leņķiskos intervālos gredzenos pozitīvi elektrificētā sfērā, katrs korpuss nes negatīvas elektrības lādiņu.
1907. gadā Tomsons publicēja grāmatu: The Corpuscular Theory of Matter, pamatojoties uz lekciju kursu, ko viņš bija lasījis Karaliskajā institūtā 1906. gada pavasarī, šajās lekcijās Tomsons apsprieda matērijas uzbūves teoriju, ko Tomsons uzskata. ka dažādas vielas īpašības var uzskatīt par atvasinātām no elektriskiem efektiem.
