Модель атома Опыт Резерфорда Квантовая физика Цель урока: выяснить структуру атома. Х. - презентация

1 Модель атома Опыт Резерфорда Квантовая физика Цель урока: выяснить структуру атома. Х

2 Модель атома Опыт Резерфорда Квантовая физика Слово атом означает неделимый. Но так ли в действительности? То, что атом сложный стало понятно в конце XIX века. Первой весточкой сложного строения атома стали обнаруженные катодные лучи газоразрядных трубок. Катодные лучи представляли из себя поток отрицательно заряженных частиц. В 1895 году В. Рентген открыл X-лучи (рентгеновское излучение). В 1896 году А. Беккерель открыл явление радиоактивности. Все эти открытия говорили о сложных и пока еще непонятных процессах происходящих внутри атома. Х

3 После опытов В. Крукса, выполненных в 1879 году, стало известно, что при пропускании электрического тока через вакуумную трубку обнаруживаются так называемые катодные лучи. В 1897 году Дж.Томсон доказал то, что катодные лучи являются потоками электронов. Было предположено, что электроны являются частью атомов. А так как атом электрически нейтрален, то в нем по мимо электронов должны были содержаться и положительно заряженные частицы. + - Электрон Положительная частица Нейтральный атом Х

4 Модель атома Томсона Первую модель атома предложил Дж.Дж.Томсон. Он предположил, что отрицательные электроны находится внутри положительно заряженного «жидкого» шара. Причем электрон легко может перемещаться внутри шара и даже покинуть его при определенных условиях Х

5 Количество атомов совпадало с положительным зарядом шара. Так, что в целом шар оставался электрически нейтральным. Данной моделью можно было объяснить многие наблюдаемые явления, но не все… Х

6 Опыт Резерфорда У ченик Дж.Томсона Эрнест Резерфорд воспользовался альфа- частицами как снарядами для бомбардировки атомов различных веществ. Опыты проведенные Резерфордом полностью перевернули представление об устройстве атома. Альфа-частица представляет собой полностью ионизированный (то есть лишенный всех электронов) атом гелия Х

7 Схема опыта Резерфорда Свинцовая коробка Золотая фольга Экран Радиоактивное вещество Радиоактивное вещество испускает альфа- частицы, которые вылетая из отверстия в свинцовой коробке попадают на фольгу. За фольгой находится экран. Сталкиваясь с экраном альфа-частицы вызывают его свечение (сцинтилляции). Х

8 Свинцовая коробка Фольга Экран Радиоактивное вещество В опыте Резерфорда, некоторые частицы отклонялись на большой угол. Данное отклонение нельзя было объяснить используя модель атома Томсона Опыт Резерфорда Х

9 Предполагаемый результат исходя из модели атома по Томсону Если рассматривать атом исходя их модели атома по Томсону, то отклонения альфа-частиц на большие углы не должно было наблюдаться. Альфа-частица просто бы пробила «жидкий» атом насквозь Х

10 Предположение Резерфорда Резерфорд объяснил наблюдаемое явление. По его предположению основная масса атома заключена в малой области – в ядре. Именно эта плотная часть атома при столкновении заставляла тяжелую альфа-частицу изменить своё направление движения. Размеры ядер в десятки и сотни тысяч раз меньше размеров атома. Электроны находятся за пределами ядра Х ЯДРО

11 + - При столкновении с плотным ядром, альфа-частицы изменяют траекторию своего движения. - - Х

12 Атом по Резерфорду Из-за некоторого сходства с Солнечной системой, модель атома по Резерфорду назвали планетарной моделью. Роль Солнца играло ядро атома, а роль планет играли электроны. Х

13 Трудности модели атома по Резерфорду ЯДРО Так как электрон движется по окружности, следовательно его движение ускоренное. Причем ускорение довольно большое. Ускоренно движущийся заряд по законам электродинамики Максвелла должен излучать электромагнитные волны. Излучение сопровождается потерей энергии. Теряя энергию, электрон должен приближаться к ядру и в конце упасть на него. В действительности ничего подобного не происходит, атомы устойчивы и в обычном состоянии не излучают. Не устойчивое ядро Х

14 Трудности модели атома по Резерфорду Следовательно, если планетарная модель атома верна, то она противоречит электродинамики Максвелла. Какова же тогда истинная структура атома? На этот вопрос ответ дал великий датский ученый Нильс Бор. (Мы рассмотрим решение этой проблемы на следующем уроке) Устойчивое ядро - Х

15 Итог В начале ХХ века были рассмотрены две модели атомов. Первая модель была разработана Дж.Томсоном и представляла собой «жидкую» положительно заряженную субстанцию с вкраплением отрицательных электронов. Данная модель напоминает кекс с изюмом, где роль изюминок играют электроны Х

16 Итог В начале ХХ века были рассмотрены две модели атомов. Первая модель была разработана Дж.Томсоном и представляла собой «жидкую» положительно заряженную субстанцию с вкраплением отрицательных электронов. Данная модель напоминает кекс с изюмом, где роль изюминок играют электроны. После опытов по рассеянию альфа-частиц на различных веществах Э.Резерфорд пришел к ядерной (планетарной) модели атома, где электроны вращались по орбитам вокруг ядра Х

17 Итог Исходя из планетарной модели атома: Большая часть массы атома сосредоточена в ядре. Линейный размер ядра в тысяч раз меньше линейных размеров атома. Эта модель проста, обоснована экспериментально, но не позволяет объяснить устойчивость атомов Х

18 Итог Из двух представленных моделей для дальнейшего разбора и изучения выберем планетарную модель Резерфорда как наиболее верную Х