ในทางวิทยาศาสตร์มีนักวิทยาศาสตร์หลายคนที่สร้างความแตกต่างเมื่อต้องรู้ว่าสิ่งต่างๆทำงานอย่างไร ความรู้เกี่ยวกับอนุภาคอะตอมและอิเล็กตรอนได้ให้ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์มากมาย ดังนั้นเราจะอุทิศบทความนี้ให้ แบบจำลองอะตอมของทอมสัน. เป็นที่รู้จักกันในชื่อ Raisin Pudding Model
ในบทความนี้คุณสามารถเรียนรู้ทุกสิ่งที่เกี่ยวข้องกับแบบจำลองอะตอมของทอมสันลักษณะของมันคืออะไรและมีความสำคัญต่อวิทยาศาสตร์อย่างไร
แบบจำลองอะตอมของทอมสันคืออะไร
นี่คือแบบจำลองที่พัฒนาขึ้นในปี 1904 และอาจมีการค้นพบอนุภาคย่อยอะตอมตัวแรก ผู้ค้นพบคือโจเซฟจอห์นทอมสันนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ชายคนนี้สามารถค้นพบอนุภาคที่มีประจุลบผ่านการทดลองที่เขาใช้หลอดรังสีแคโทดในปี พ.ศ. 1897
ผลที่ตามมาของการค้นพบครั้งนี้ค่อนข้างใหญ่หลวงเนื่องจากไม่มีหลักฐานว่าอะตอมสามารถมีนิวเคลียสได้ นักวิทยาศาสตร์คนนี้ทำให้เราคิดว่าอิเล็กตรอนถูกแช่อยู่ในสารชนิดหนึ่งที่มีประจุบวกซึ่งต่อต้านประจุลบของอิเล็กตรอน นี่คือสิ่งที่ทำให้อะตอมมีประจุเป็นกลาง
การอธิบายให้เข้าใจก็เหมือนกับการวางเยลลี่ที่มีลูกเกดลอยอยู่ข้างใน ดังนั้นชื่อรุ่นพุดดิ้งกับลูกเกด ในรุ่นนี้ทอมสัน รับผิดชอบในการเรียกคลังข้อมูลของอิเล็กตรอนและพิจารณาว่าพวกมันถูกจัดเรียงแบบไม่สุ่ม. ทุกวันนี้เป็นที่รู้กันว่าพวกมันอยู่ในวงแหวนที่หมุนได้ชนิดหนึ่งและวงแหวนแต่ละวงมีระดับพลังงานที่แตกต่างกัน เมื่ออิเล็กตรอนสูญเสียพลังงานไปยังระดับที่สูงขึ้นนั่นคือมันจะเคลื่อนที่ออกจากนิวเคลียสของอะตอม
การทดลองฟอยล์ทอง
สิ่งที่ทอมป์สันคิดคือส่วนที่เป็นบวกของอะตอมมักจะยังคงอยู่อย่างไม่มีกำหนด แบบจำลองนี้ที่เขาสร้างขึ้นในปี 1904 ยังไม่มีการยอมรับทางวิชาการอย่างกว้างขวาง ห้าปีต่อมา Geiger และ Marsden สามารถทำการทดลองด้วยกระดาษฟอยล์สีทองซึ่งทำให้การค้นพบของ Thomson ไม่เป็นผล ในการทดลองนี้พวกเขาผ่าน ลำแสงของอนุภาคอัลฟาของฮีเลียมผ่านฟอยล์สีทอง อนุภาคอัลฟ่าไม่มีอะไรมากไปกว่าสิงโตของธาตุนั่นคือนิวเคลียสที่ไม่มีอิเล็กตรอนจึงมีประจุบวก
ผลการทดลองคือลำแสงนี้กระจัดกระจายเมื่อผ่านฟอยล์สีทอง ด้วยเหตุนี้จึงสามารถสรุปได้ว่าจะต้องมีนิวเคลียสที่มีแหล่งที่มาของประจุบวกที่ทำหน้าที่เบี่ยงเบนลำแสง ในทางกลับกันในแบบจำลองอะตอมของทอมสันเรามีประจุบวกกระจายไปตามสิ่งที่บอกว่าเป็นเจลาตินและมีอิเล็กตรอนอยู่ ซึ่งหมายความว่าลำแสงของไอออนสามารถผ่านอะตอมของแบบจำลองนั้นได้
เมื่อแสดงสิ่งที่ตรงกันข้ามในการทดลองครั้งต่อไป โมเดลนี้อาจถูกปฏิเสธ ปรมาณู.
การค้นพบอิเล็กตรอนยังมาจากส่วนหนึ่งของแบบจำลองอะตอมอื่น แต่มาจากดาลตัน ในแบบจำลองนั้นอะตอมถือว่าไม่สามารถแบ่งแยกได้โดยสิ้นเชิง นี่คือสิ่งที่กระตุ้นให้ทอมสันนึกถึงโมเดลพุดดิ้งลูกเกดของเขา
ลักษณะของแบบจำลองอะตอมของทอมสัน
ในลักษณะสำคัญของรุ่นนี้เราสรุปสิ่งต่อไปนี้:
- อะตอมที่เป็นแบบจำลองนี้ คล้ายกับทรงกลมที่มีวัสดุที่มีประจุบวกกับอิเล็กตรอน ที่มีประจุลบ ทั้งอิเล็กตรอนและสสารที่มีประจุบวกอยู่ภายในทรงกลม
- ประจุบวกและลบมีขนาดเท่ากัน ซึ่งหมายความว่าอะตอมทั้งหมดไม่มีประจุ แต่เป็นกลางทางไฟฟ้า
- เพื่อให้อะตอมโดยทั่วไปมีประจุเป็นกลาง อิเล็กตรอนจะต้องถูกแช่อยู่ในสารที่มีประจุบวก มันคือสิ่งที่กล่าวถึงลูกเกดซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของอิเล็กตรอนและส่วนที่เหลือของเจลาตินเป็นส่วนที่มีประจุบวก
- แม้ว่าจะไม่ได้อธิบายอย่างชัดเจน แต่ก็สามารถอนุมานได้ว่าในแบบจำลองนี้ไม่มีนิวเคลียสของอะตอม
เมื่อทอมสันสร้างแบบจำลองนี้เขาได้ละทิ้งสมมติฐานก่อนหน้านี้เกี่ยวกับอะตอมของเนบิวลาร์ สมมติฐานนี้ตั้งอยู่บนพื้นฐานของข้อเท็จจริงที่ว่าอะตอมประกอบด้วยกระแสน้ำวนที่ไม่เป็นสาระสำคัญ ในฐานะนักวิทยาศาสตร์ที่ประสบความสำเร็จเขาต้องการสร้างแบบจำลองอะตอมของตัวเองโดยอาศัยหลักฐานการทดลองที่เป็นที่รู้จักในสมัยของเขา
แม้ว่าแบบจำลองนี้จะไม่ถูกต้องทั้งหมด แต่ก็สามารถช่วยในการวางฐานคงที่เพื่อให้โมเดลในภายหลังประสบความสำเร็จมากขึ้น ต้องขอบคุณแบบจำลองนี้ทำให้สามารถทำการทดลองต่างๆซึ่งนำไปสู่ข้อสรุปใหม่ ๆ และนั่นคือวิธีที่วิทยาศาสตร์ที่เรารู้จักในปัจจุบันพัฒนามากขึ้นเรื่อย ๆ
ข้อ จำกัด และข้อผิดพลาดของแบบจำลองอะตอมของทอมสัน
เราจะวิเคราะห์ว่าอะไรคือปัญหาที่โมเดลนี้ไม่ประสบความสำเร็จและเหตุใดจึงไม่สามารถดำเนินการต่อได้ สิ่งแรกคือเขาไม่สามารถอธิบายได้ว่าประจุไฟฟ้าจับกับอิเล็กตรอนภายในอะตอมได้อย่างไร ไม่สามารถอธิบายเรื่องนี้ได้เขาก็ไม่สามารถแก้ไขอะไรเกี่ยวกับความเสถียรของอะตอมได้
ในทฤษฎีของเขาเขาไม่ได้กล่าวถึงอะไรเกี่ยวกับอะตอมที่มีนิวเคลียส มีวันนี้เรารู้ว่าอะตอมประกอบด้วย นิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนนิวตรอนและอิเล็กตรอนหมุนรอบตัว ในระดับพลังงานที่แตกต่างกัน
ยังไม่มีการค้นพบโปรตอนและนิวตรอน ทอมป์สันพยายามใช้แบบจำลองของเขาโดยใช้คำอธิบายพร้อมองค์ประกอบที่ได้รับการพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์ในเวลานั้น เมื่อการทดลองฟอยล์ทองได้รับการตรวจสอบแล้วก็ถูกทิ้งอย่างรวดเร็ว ในการทดลองนี้แสดงให้เห็นว่าต้องมีอะไรบางอย่างภายในอะตอมที่จะทำให้มีประจุบวกและมีมวลมากขึ้น นี่เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าเป็นนิวเคลียสของอะตอม
ฉันหวังว่าข้อมูลนี้จะทำให้คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับแบบจำลองอะตอมของทอมสัน