あなたは何を知っていますか ラザフォードの原子モデル？ これは、トムソンのモデルが間違っていて、電子が正の電荷を持つ環境でのみ検出されなかったことを示した実験の結果でした。
ラザフォード原子模型
El ラザフォード原子模型、 の名前も受けました 惑星モデル 電子が正電荷の環境にあるという確認に基づいたトムソンモデルを中心に行われた研究から始めて、ラザフォードの1911人の助手、ガイガーとマースデンが1909年に実験を考案しました。
そのような研究、 Rの原子理論アザフォード 金箔テストと名付けられたこのテストは、原子が大きな正電荷部分を持つ構造を持っていることを示すことができたため、トムソンのモデルが間違っていることを証明しました。 ラザフォードによって考案され、監督されたこの研究は、1911年にラザフォードの原子モデルと呼ばれるものを生み出した結論を導き出しました。
金箔実験
それは、1909年から1913年の間に、マンチェスター大学の物理学研究所で、アーネスト・ラザフォードの弟子であり彼の指揮下にあったハンス・ガイガーとアーネスト・マースデンのXNUMX人の研究者によって行われた多くの経験でした。 これらの実験の関連性は、それらの推論と考察が新しくて用途の広い原子モデルを生み出したということです。
経験は、アルファ粒子で厚さ100nmの狭い金箔を攻撃することにあります。 アルファ粒子は、陽子と中性子のみを含み、その結果、正の電荷を含んでいたため、イオン、つまり電子のない原子でした。 このため、トムソンの原子モデルが真である場合、イオンのアルファ粒子は金の原子を直線で通過します。
アルファ粒子によるたわみの影響を調べるために、薄い金箔の周りに硫化亜鉛の蛍光フィルターを配置し、一部の粒子にもかかわらず、それらが金原子を通過したことを確認することができました。直線の金、ランダムな経路で逸脱した他の金。
実験の結論
これらの調査の結果、正の符号の電荷が原子内に均一に分布していると考えられていた原子モデルの前身を脇に置き、電荷がある時点でそれほど強力になるわけではありません。
一部のアルファ粒子はランダムな方向に偏向したため、これらの実験の結果は予想外であり、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必要があると信じるようになりました。中心軸。
反射粒子とこの影響を受けた粒子の合計を考慮に入れると、その中心軸の直径をその環境内の電子の軌道と比較して確立することができ、また、原子の空間のは空です。
同様に、いくつかのアルファ粒子が非常に狭い角度で金箔によってそれらの経路から偏向されたことが示され、このため、原子内の正電荷は均一に分布していないと結論付けられました。 原子の正電荷はごくわずかに集中します。
最後に、いくつかのアルファ粒子が後方に偏向したため、つまりリバウンド現象が発生したかのように、原子内で正の電気エネルギーを持つ荷電粒子が占める空間の量を確立することができました。原子の全空間と比較すると非常に小さい。
これらの関連する発見の結果、ラザフォードの心の中で、それまで知られていた原子モデルが間違っていることが明らかになったので、彼は次の考慮事項を考慮して新しい原子モデルを作成することを心配しました。
ラザフォードの原子モデルの基本原理
正電荷を持つ粒子は、原子のサイズに比べて非常に少量しか見つかりません。
原子の質量の大部分は小さな中央の空間にあります。 ラザフォードは最初のメモでそれを核と呼ぶことをやめましたが、1912年からこの用語を使用しました。
負の符号の電荷を持つ電子は、原子核の周りをホバリングします。
電子は、原子核の周りと彼が軌道と名付けた円形の経路を高速で回転します。
正の電荷を持つ核として負の符号の電気エネルギーで帯電した電子は、静電引力によって一緒に保持されます。
ラザフォード原子模型の受け入れ
ラザフォードの原子モデルは、科学界からの即時の承認を得て、さまざまな亜原子粒子を含む原子のビューの開始点でした。 数年後、研究者たちは各元素の電子数と原子番号を確立することができました。
文化的には、その後の新しい発見にもかかわらず、ラザフォード-ボーア惑星パラダイムモデルは多くの人々の意識のモデルであり、中性子と電子が循環している間、陽子の核を持つ原子がどのように機能するかを示す最も簡単な方法のままですそれらの周りを回転する軌道。
ラザフォードモデルの制限とエラー
ラザフォードの原子モデルは物理学の科学的進歩をもたらしましたが、さらに、で説明されている法則によれば、それはきちんとしたまたは完璧なモデルではありませんでした アイザックニュートンの伝記 そのような構成は容認できない質問であり、マクスウェルの法則の非常に関連性のある要素を説明していませんでした。 この意味で、ラザフォードの原子モデルは次のような問題を説明できませんでした。
多数の正電荷が原子核に付着したままであった理由。 電気理論に従うと、正の符号を持つ電荷は互いに反発し合う必要があります。 しかし、原子核はいくつかの陽子のグループ化の場所です。
この原子モデルのもうXNUMXつの矛盾は、電気力学の基本法則でした。マクスウェルの法則によれば、負の電荷を持つ電子が核の周りを回転することを確立することにより、電磁放射を放出する必要があるからです。 その放出はエネルギーを消費し、電子を原子核と衝突させるはずです。 したがって、彼は原子が安定したままである理由を説明できませんでした。
ラザフォードモデルの追加の考慮事項
ラザフォードの原子モデルはすぐにに変更されましたが ボーア原子模型、最初の問題と矛盾のいくつかが解決されたので、原子モデルの新しい概念化は革命的であり、原子とその科学的応用の研究の新しいビジョンの始まりを構成しました。核物理学の父。
アーネスト・ラザフォードは誰でしたか？
アーネスト・ラザフォードは30年1871月XNUMX日に生まれ、ニュージーランド出身でした。 彼の父は農夫であり、彼の母は学校の先生でした。 彼の両親は、何年も前にニュージーランドに定住したイギリス人移民でした。
彼はニュージーランドの学校や大学に通っていましたが、1895年にイギリスのケンブリッジに奨学金を授与され、そこで電子を発見してあなたの名前の原子のモデルを作成したJJトムソンと親しくなりました。
トムソン自身の推薦により、ラザフォードはカナダの大学の議長を務め、放射性物質の化学を研究することができ、1908年にノーベル化学賞を受賞しました。
ラザフォードは1907年に英国に戻り、マンチェスター大学に向かい、そこで科学に最大の貢献をすることができました。 1908年以降、ラザフォードは共同研究者の助けを借りて実験を行うことができ、1911年に新しい多用途の原子モデルを作成することになりました。
1914年に彼はソナーを通して潜水艦の発見に貢献した戦争での彼の仕事のために英国の王冠の騎士に任命された名誉を持っていました、そして1917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任命されました。 JJトムソン。 彼の指示の下で、彼の協力者の多くは何とかいくつかのノーベル賞を獲得することができました。
彼の数え切れないほどの成功のおかげで、1931年に彼は1937年に亡くなる数年前にネルソンのバロンラザフォードに指名されました。
科学的貢献
ラザフォードは、ガス中のX線を使った研究から始めて、いくつかの科学的貢献をしました。これは、JJトムソンによる電子の発見の基礎となりました。 ウランの放射性崩壊に関する彼の研究により、彼はアルファ線とベータ線のXNUMX種類の放射線の存在を検出することができました。 しかし、最終的に、彼の最も成功した貢献は彼の原子モデルでした。
