Что установил опыт Резерфорда?
В то время атом представляли по модели Томсона, которую называют «пудингом с изюмом»: положительный заряд распределён по всему атому, а внутри находятся электроны. Считалось, что в таком атоме альфа-частица почти не отклонится.
В 1909 году Резерфорд и его сотрудники Гейгер и Марсден направили альфа-частицы на тонкую золотую фольгу. Альфа-частица состоит из 2 протонов и 2 нейтронов. Это положительно заряженная частица, то есть ядро гелия He2+.
| Наблюдение | Вывод |
|---|---|
| Большинство частиц прошло насквозь | Большая часть атома пуста |
| Немногие частицы отклонились | В центре атома есть положительно заряженная часть |
| Очень немногие частицы отскочили назад | Масса и положительный заряд сосредоточены в очень маленьком ядре |
Радиус ядра более чем в 10 тысяч раз меньше радиуса атома. Поэтому большинство частиц пролетает далеко от ядра.
Почему частицы отклоняются?
Положительное ядро отталкивает положительную альфа-частицу по закону Кулона. Чем ближе к ядру пролетает частица, тем сильнее отталкивание и больше отклонение. Частица, летящая прямо на ядро, останавливается и возвращается назад. Чем больше протонов в ядре, тем сильнее отталкивание. Чем больше энергия частицы, тем меньше отклонение.
Проведи опыт Резерфорда в приложении Nalukh chem
Наблюдай, как альфа-частицы отклоняются рядом с ядром. Этот симулятор входит в полный доступ. Скачивание бесплатно, без регистрации открыты 2 раздела и 5 симуляторов.
Как пользоваться симулятором?
- Из коричневого источника внизу вверх непрерывно вылетают альфа-частицы. В центре находится ядро, а пунктирные окружности вокруг него — электронные оболочки.
- Ползунком Протоны ядра меняй число протонов от 20 до 100. Начальное значение 79 — это ядро золота.
- Ползунком Энергия альфа-частиц меняй энергию частиц: мало, средний, много.
- Кнопка Траектория включает и выключает показ траекторий частиц.
Задания для симулятора
- При начальных настройках следи за частицей, которая летит прямо на ядро. Она останавливается, не долетев до ядра, и возвращается назад. Частица, пролетающая сбоку, отклоняется по кривой.
- Поставь Протоны ядра на 20, а Энергия альфа-частиц на много. Траектории становятся почти прямыми, и назад возвращается мало частиц.
- Поставь Протоны ядра на 100, а Энергия альфа-частиц на мало. Большинство частиц сильно отклоняется и поворачивает туда, откуда прилетело.
- Оставь число протонов равным 79 и веди ползунок Энергия альфа-частиц слева направо. Отклонение уменьшается.
Как менялась модель атома?
| Год | Учёный | Открытие |
|---|---|---|
| 1897 | Томсон | Электрон |
| 1909–1911 | Резерфорд | Ядро атома |
| 1913 | Бор | Электроны находятся на определённых оболочках |
| 1932 | Чедвик | Нейтрон |
Резерфорд открыл ядро, но не объяснил, как расположены электроны. Этот вопрос продолжил изучать Бор.
