ラザフォードの原子モデル

ラザフォードの原子モデル

知人の後 トムソンの原子モデル、電子が正に帯電した媒体にあると見なした、として知られているより高度なモデル ラザフォード原子モデル。 この新しい科学の進歩を担当した科学者はアーネスト・ラザフォードでした。 彼は20年1871月19日に生まれ、1937年XNUMX月XNUMX日に亡くなりました。彼の生涯の間、彼は化学と科学の世界全般に多大な貢献をしました。

したがって、この記事では、ラザフォードの原子モデルについて知っておく必要のあるすべてのことを説明します。

金箔実験

金箔模様

古いトムソンモデルは、電子は正に帯電した媒体にあると言っていました。 1909年、アーネストラザフォードは、ガイガーとマースデンというXNUMX人の助手を伴って、金箔実験と呼ばれる研究を行いました。 トムソンの有名な「レーズンプリン」は間違っていました。 そして、この新しい実験は、原子が強い正電荷を持つ構造を持っていることを示すことができたということです。 この実験は、1911年にラザフォードの原子モデルとして提示されることになったいくつかの結論を再確立するのに役立つ可能性があります。

Leaf of Goldとして知られる実験はユニークではありませんでしたが、1909年から1913年の間に実施されました。 マンチェスター大学の物理学研究所。 これらの実験は、革命的な原子モデルに到達した結果から新しい結論を確立できるため、非常に重要でした。

この実験は次の内容で構成されていました。厚さわずか100nmの薄い金のシートに、大量のアルファ粒子を衝突させる必要がありました。 これらのアルファ粒子はイオンでした。 つまり、電子を持たない原子なので、陽子と中性子しかありませんでした。 中性子と陽子を持つことにより、原子の総電荷は正でした。 この実験は主に、トムソンモデルが正しいかどうかを裏付けることを目的としていました。 このモデルが正しければ、 アルファ粒子は金の原子を直線で通過する必要がありました。

アルファ粒子によって引き起こされるたわみを研究するために、蛍光硫化亜鉛フィルターを細かい金箔の周りに配置する必要がありました。 この実験の結果、一部の粒子がシートの金原子を直線的に通過できることが観察できました。 ただし、これらのアルファ粒子の一部はランダムな方向に偏向しました。

金箔実験の結論

実験

この事実を考えると、以前の原子モデルが何を考慮しているかを裏付けることはできませんでした。 そして、これらの原子モデルは、正電荷が原子内に均一に分布していることを指摘しており、ある時点では電荷がそれほど強くないため、それを通過しやすくなります。

この金箔実験の結果はまったく予想外でした。 これにより、ラザフォードは、原子が強い正電荷を持つ中心を持っていると考えました。 中央構造によって拒否されたものを配ってみてください。 より信頼性の高いソースを確立するために、粒子は反射された粒子と反射されなかった粒子の量で考慮されました。 この粒子の選択のおかげで、原子核の周りにある電子の軌道と比較した原子核のサイズを決定することができました。 原子の空間のほとんどが空であると結論付けることもできます。

いくつかのアルファ粒子が金箔によって偏向されていることがわかりました。 それらのいくつかは非常に小さな角度でのみ逸脱しました。 これは、原子の正電荷が均一に分布していないと結論付けるのに役立ちました。 つまり、正電荷は非常に小さな空間に集中して原子上に配置されます。

漂流したアルファ粒子はごくわずかでした。 この偏差は、次のように、前述の粒子が跳ね返った可能性があることを示しています。 これらすべての新しい考慮事項のおかげで、ラザフォードの原子モデルは新しいアイデアで確立することができました。

ラザフォードの原子モデル

アーネスト・ラザフォード

ラザフォードの原子モデルの原理は何であるかを研究します。

  • 原子内に正電荷を持つ粒子 それらは、原子の総体積と比較すると、非常に小さな体積に配置されています。
  • 原子が持っているほとんどすべての質量は、言及されたその小さな体積にあります。 この内部塊は核と呼ばれていました。
  • 負の電荷を持つ電子 核の周りを回転しているのが見つかります。
  • 電子は原子核の周りにあるときに高速で回転しており、循環経路で回転します。 これらの軌道は軌道と呼ばれていました。 後でします それらは軌道として知られています。
  • 負に帯電した電子と正に帯電した原子の原子核の両方が、静電引力のおかげで常に一緒に保持されます。

ラザフォードの原子モデルの受容と限界

予想通り、この新しいモデルは、科学の世界における原子のまったく新しいパノラマを想定していました。 この原子モデルのおかげで、後の多くの科学者は、周期表の各元素が持つ電子の数を研究して決定することができました。 さらに、原子の機能を最も簡単な方法で説明するのに役立つ新しい発見をすることができます。

ただし、このモデルにはいくつかの制限とバグもあります。 それは物理学の世界における突破口でしたが、それらは完全なモデルでも完全なモデルでもありませんでした。 そしてそれは ニュートンの法則とマクスウェルの法則の重要な側面によると、 このモデルは特定のことを説明できませんでした:

  • 彼は、負電荷がどのようにして原子核内で一緒に保持できるかを説明できませんでした。 電子脛骨によると、正電荷は互いに反発しなければなりません。
  • もう一つの矛盾は、電気力学の基本法則に向けられていました。 正電荷を持つ電子が原子核の周りを回転すると考えられる場合、それらは電磁放射を放出するはずです。 この放射線を放出するとき、電子が原子核で崩壊するためにエネルギーが消費されます。 したがって、縞模様の原子モデルでは、原子の安定性を説明できません。

この情報で、ラザフォードの原子モデルについてもっと学ぶことができることを願っています。


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