原子の亜原子粒子が発見された直後、科学者たちは原子内のこれらの粒子の分布を発見することに熱心でした。原子の構造を説明するために、さまざまな原子モデルが提案されました。 この記事で トムソン原子モデル.
トムソン原子モデル
1898年、ジョセフ・ジョン・トムソンは、多くの原子モデルの最初のものを提案しました。彼は、原子は半径約10〜10 mの球のような形をしており、正電荷が均一に分布し、電子がこれに埋め込まれていると述べました。より安定した静電配置を与える球。
このモデルの重要な側面は、原子の質量が原子全体に均一に分布していることを前提としていることです。 トムソンの原子理論 原子の一般的な中性を説明することに成功しました。
しかし、彼の提案は、後で行われた実験の効果で永続的ではありませんでした。 1906年、トムソンはガスによる電気伝導に関する仮説と実験でノーベル物理学賞を受賞しました。
トムソンは、電子は陽子のXNUMX千倍軽いと考え、原子は数千の電子で構成されていると考えていました。この原子構造モデルでは、原子が正と負の電荷を持つ雲に囲まれていると想像しました。
X線による空気のイオン化のデモンストレーションも彼によって行われ、 ラザフォード原子模型彼らは、トムソンの原子のモデルがプラムプディングに似ていることを最初に示しました。
トムソンは、原子は、電子が埋め込まれている正にパックされた物質の類似した球体であり、プラムプディングモデルとして区別され、ラザフォードの原子サンプルを支持して、理論的および実用的な理由の両方でドロップする必要があると考えました。小さな正の核。
特長
トムソンはいくつかの観察から彼の原子モデルに到達しました。最初はレントゲンの新しく発見されたX線が空気分子をイオン化できるということでした。それまでイオン化する唯一の方法は溶液中のイオンを化学的に分離することでした。
しかし、英国の物理学者は、ヘリウムなどの単原子ガスでさえX線でイオン化することに成功しました。これにより、原子内の電荷を分離できるため、分離できないわけではないと公言しました。また、陰極線がによって偏向される可能性があることにも注意を払いました。電場と磁場。
そこでトムソンは、原子が電気的に中性であり、陰極線が負に帯電した粒子で構成されているという事実を正しく説明するモデルを考案しました。
実験的現実を使用して、トムソンは次のように原子を決定しました。
- 原子は、半径約10の電気的に中性の固体円です。-10 m.
- 正電荷は球全体にほぼ均等に分布しています。
- 原子は、その中性を主張する負に飽和した「小体」を持っています。
- これらの小体はすべての問題で同じです。
- 原子が平衡状態にあるとき、 n 通常、正電荷の円内にリング状に配置された小体。
- 原子の質量は均等に広がっています。
制限事項
トムソンは彼の理論を適用するときにいくつかの制限がありました：
- 彼のモデルは、正電荷がどのように原子内の負電荷を帯びた電子を固定化するかを明らかにできなかったため、原子の永続性を説明できませんでした。したがって、この理論は、原子内の原子核の焦点を説明することに成功しませんでした。
- トムソンのモデルは、薄い金属板によるアルファ粒子の散乱を明らかにすることができませんでした。
- そのサポートには実験的な証拠はありません。
しかし トムソンのモデル 原子構造を説明する正確なモデルではなく、他の原子モデルの開発の基礎であることが証明され、原子とその構造の研究は、開発に重要な役割を果たしてきた多くの発明への道を開いた。人類の。
ジョセフジョントムソンは誰でしたか？
「ジョセフ・ジョン・トムソンは、18年1856月1884日にマンチェスター近郊のチータムでスコットランド人の両親から生まれました。オーエンス大学で工学を学んだ後、ケンブリッジのトリニティカレッジに通い、XNUMX年にケンブリッジ大学の物理学部長になりました。 。
1890年に彼はローズパジェットと結婚し、彼は彼に1894人の子供を与えました。 しかし、1919年に、彼はケンブリッジのキャベンディッシュ研究所の所長になり、XNUMX年までその職に就きました。
マクスウェルの電磁気学に関連する数多くの著作の著者であるトムソンは、当時の科学的議論の中心であった陰極線の起源の研究に専念しました。
ペリンが発見してから1897年後のXNUMX年（陰極線は負の電荷を持っていることを示していた）、彼は陰極線を電界に偏向させることに成功しました。
学者はこれらの粒子の最も重要な特性を決定し、陰極線をXNUMXつの磁場の同時作用にさらします。XNUMXつは磁場、もうXNUMXつは電気で、このようにして速度と電荷と質量の関係を測定します。
さらに、電場内の霧の液滴の移動を考慮に入れて、彼は電子の質量に関連する最初の評価に到達します。
同年、トムソンは熱電子効果と光電効果で電子の放出を実証し、アーネストラザフォードと共同で、作用するイオン化に基づいて放射性物質によって生成される放射線の性質を測定する方法を実行します。ガス。
電子の発見は、電気の通過によって通過するガスの現象を研究するために使用されます。物理学者によって発見された説明は、1906年にノーベル賞を受賞したイオン化理論で構成されていますが、電子の発見は再びの質問 物質の組織化のレベル.
1904年、トムソンは、連続的に分布した正の電気で構成される原子のモデルを提案しました。このモデルでは、多数の電子が同心円状の経路を移動し、正の電荷を補償します。
ラザフォードの原子モデルよりも優れていますが、トムソンの仮説は、古典物理学に基づく電子を含むあらゆる原子モデルを特徴付ける放射性不安定性の問題に焦点を当てているため、明らかに重要であることがわかります。
トムソンモデルの影響
El トムソンのモデル 利用可能な最良の原子理論として受け入れられました。トムソンの理論を区別するのは、原子への特定の内部分布の割り当てと、一連の動的な仮定です。
1899年、英国学術協会に宛てた論文で、トムソンは数式を使用せずにモデルの重要な要素を提示しました。
「原子には、私が小天体と呼ぶ小さな物体がたくさん含まれていると思います。通常の原子では、この小天体のセットは電気的に中性のシステムを形成します。」
個々の小体は中性原子に組み立てられると負イオンのように振る舞いますが、負の効果は小体が伸びる空間を作るものによってバランスがとられ、あたかもそれが等しい正電荷を持っているかのように振る舞います。小体の負電荷の合計。
トムソンは、タイトルが示すように、安定性が重要な役割を果たし、平衡状態にある原子が n 小体は、正に帯電した球内のリングに等角度間隔で配置され、各小体は負の電気の電荷を運びます。
1907年にトムソンは本を出版しました：1906年の春に王立研究所で彼が行った講義のコースに基づいて、トムソンはこれらの講義でトムソンに仮定する物質の構成の理論を議論しました物質のさまざまな特性は、電気的効果に由来すると見なすことができます。
