Опыты Резерфорда Резерфорд Эрнест ( ), английский физик, один из создателей учения о радиоактивности и строении атома, основатель научной школы.

Биография Резерфорда Биография Резерфорда Природа радиоактивного излучения Природа радиоактивного излучения Опыт Резерфорда Опыт Резерфорда Выводы из опытов Выводы из опытов Модель атома Резерфорда Модель атома Резерфорда Список используемых ресурсов Список используемых ресурсов План

Эрнест Резерфорд (Rutherford Ernst) – английский физик, основоположник ядерной физики. Его исследования посвящены атомной и ядерной физике, радиоактивности. Своими фундаментальными открытиями в этих областях заложил основы современного учения о радиоактивности и теории строения атома. В 1899 г. открыл альфа - и бета-лучи. Вместе с Ф. Содди в 1903 г. разработал теорию радиоактивного распада и установил закон радиоактивных превращений. В 1903 г. доказал, что альфа-лучи состоят из положительно заряженных частиц. Предсказал существование трансурановых элементов. В 1908 г. ему была присуждена Нобелевская премия.

2.Природа радиоактивно го излучения В 1899 году Резерфорд провел опыт, позволивший обнаружить сложный состав радиоактивного излучения.

Природа радиоактивного излучения

Свойства радиоактивных излучений Вид излучения Природа излучения Проникающая способность Альфа(α)- лучи Альфа частицы(положительно заряженные частицы) – потоки ядер атомов гелия. Скорость этих частиц км/с, что превышает скорость современного самолета (1000 км/ч) в раз. Проникают в воздух до 10 см. Задерживает слой бумаги толщиной 0.1 мм непрозрачен Бета(β)-лучи Бета – частицы(отрицательно заряженные частицы) представляют собой поток быстрых электронов, летящих со скоростями близкими к скорости света. Они проникают в воздух до 20 м. Задерживает алюминиевая пластина толщиной в несколько мм Гамма-лучи Гамма – кванты или лучи – это коротковолновое электромагнитное излучение, скорость распространения электромагнитного излучения такая же, как и у всех электромагнитных волн – км/с. Гамма – лучи проникают в воздух на сотни метров. В отличии от двух предыдущих, не отклоняются магнитными и электромагнитными полями. Ообладают колоссальной проникающей способностью. Она проникает в воздух на сотни метров.

Опыт Резерфорда. Модель строения атома Томсона нуждалась в экспериментальной проверке. Важно было проверить, действительно ли положительный заряд распределён по всему объёму атома с постоянной плотностью. Поэтому в 1911 г. Резерфорд совместно со своими сотрудниками провел ряд опытов по исследованию состава и строения атомов.

1903г.Джозеф Томсон предложил одну из первых модель строения атома. Атом – шар, по всему объёму которого равномерно распределён положительный заряд. Внутри шара находятся электроны. Каждый электрон может совершать колебательные движения около своего положения равновесия. Положительный заряд шара равен по модулю суммарному заряду электронов, поэтому заряд атома в целом равен нулю.

Идея опыта Резерфорда : Зондировать атом альфа–частицами. Альфа-частицы возникают при распаде радия. Масса альфа-частицы в 8000 раз больше массы электрона. Электрический заряд альфа-частицы в 2 раза больше заряда электрона. Скорость альфа-частицы около км/с. Альфа-частицы является ядром атома гелия.

В ходе эксперимента обнаружили: 1. В отсутствии фольги – на экране появлялся светлый кружок напротив канала с радиоактивным веществом. 2. Когда на пути пучка альфа-частиц поместили фольгу, площадь пятна на экране увеличилась. 3. Помещая экран сверху и снизу установки, Резерфорд обнаружил, что небольшое число альфа-частиц отклонилось на углы около Единичные частицы были отброшены назад.

Опыт Резерфорда Наибольшее количество вспышек расположено в центре экрана. Значит, основная часть всех α- частиц прошла сквозь фольгу, почти не изменив начального направления (рассеялось на малые углы). При удалении от центра экрана количество вспышек становится все меньше и меньше. Следовательно, с увеличением угла рассеяния β количество рассеянных на эти углы частиц резко уменьшается. Также некоторое число частиц рассеялось на углы, близкие к 90°, а некоторые – на углы порядка 180°

Выводы из опытов.

Выводы из опыта Резерфорда Столь сильное отклонение α-частиц возможно только в том случае, если внутри атома имеется чрезвычайно сильное электрическое поле. Было рассчитано, что такое поле могло быть создано зарядом, сконцентрированным в очень малом объеме (по сравнению с объемом атома).

Выводы из опыта Резерфорда Поскольку масса электрона примерно в раз меньше массы α-частицы, электроны, входящие в состав атома, не могли существенным образом изменить направление движения α-частиц. Поэтому: В данном случае речь может идти только о силах электрического отталкивания между α- частицами и положительно заряженной частью атома, масса которой значительно больше массы α-частицы.

Выводы из опыта Резерфорда Направление полета α-частиц зависит от того, на каком расстоянии от ядра они пролетают. Оно сильно меняется только в том случае, если частица проходит очень близко к ядру.

Выводы из опытов: Положительный заряд сосредоточен в малой части атома – ядре; Практически вся масса атома сосредоточена в этом ядре; Отклонения альфа-частиц на большие углы происходят в результате столкновения альфа – частиц с ядром одного из атомов; - Теоретические расчеты позволили оценить размеры ядер атомов – порядка м, тогда как размеры атома в раз больше.

Модель атомов Резерфорда В результате опытов по рассеянию α-частиц была доказана несостоятельность модели атома Томсона, выдвинута ядерная модель строения атома и определен порядок диаметров атомных ядер.

Противоречие модели Томсона с экспериментом: 1. Так как масса электронов мала, они не могут заметно изменить траекторию движения альфа-частиц. 2. Заметное рассеивание альфа-частиц может вызвать только положительная часть атома и лишь в том случае, если она сконцентрирована в очень малом объёме.

Модель атома Резерфорда Резерфорд предложил ядерную («планетарную») модель атома: * атомы любого элемента состоят из положительно заряженной части, получившей название ядра; * в состав ядра входят положительно заряженные элементарные частицы- протоны (позднее было установлено, что и нейтральные нейтроны); * вокруг ядра вращаются электроны, образующие так называемую электронную оболочку атома.

Недостатки атома Резерфорда Нельзя объяснить факт существования атома; Нельзя объяснить устойчивость атома.

Спасибо!!!

Список используемых ресурсов 1.Перышкин А.В., Гутник Е.М. Физика: учебник для 9 кл. сред. шк. – М: Дрофа physics.ru 3. ru.wikipedia.org 4. files.school-collection.edu.ru