алельні промені, а кілька розбіжні: відбувається розсіяння альфа-частинок, т. Е. Відхилення їх від початкового шляху. Кути відхилення невеликі, але завжди є невелике число частинок (приблизно одна з декількох тисяч), які відхиляються дуже сильно. Деякі частинки відкидаються назад, як якби на шляху зустрілася непроникна перепона. Це не електрони - їх маса значно менше маси альфа-частинок. Відхилення може відбуватися при зіткненні з позитивними частками, маса яких того ж порядку, що і маса альфа-частинок. Виходячи з цих міркувань, Резерфорд запропонував ядерну (планетарну) модель будови атома. (Додаток Б)
«У центрі атома знаходиться позитивно заряджене ядро, навколо якого по різних орбітах обертаються електрони. Виникаюча при їх обертанні відцентрова сила врівноважується притяганням між ядром і електронами, внаслідок чого вони залишаються на певних відстанях від ядра. Оскільки маса електрона нікчемна мала, то майже вся маса атома зосереджена в його ядрі. На частку ядра і електронів, число яких порівняно невелика, припадає лише незначна частина всього простору, зайнятого атомної системою ». [1, с. 88]
Запропонована Резерфордом схема будови атома або, як звичайно говорять, ядерна модель атома, легко пояснює явища відхилення альфа-частинок. Дійсно, розміри ядра і електронів надзвичайно малі в порівнянні з розмірами всього атома, які визначаються орбітами найбільш віддалених від ядра електронів, тому більшість альфа-частинок пролітає через атоми без помітного відхилення. Тільки в тих випадках, коли альфа-частинка дуже близько підходить до ядра, електричне відштовхування викликає різке відхилення її від початкового шляху. Таким чином, вивчення розсіювання альфа-частинок поклало початок ядерної теорії атома. Але, незважаючи на послідовні міркування, модель Резерфорда не змогла пояснити всі властивості атомів. Так, згідно із законами класичної фізики атом з позитивно зарядженого ядра і електронів, які звертаються по кругових орбітах, повинен випромінювати електромагнітні хвилі. «Випромінювання електромагнітних хвиль повинно приводити до зменшення запасу потенційної енергії в системі ядро ??- електрон, до поступового зменшення радіуса орбіти електрона і падінню електрона на ядро. Однак атоми зазвичай не випромінюють електромагнітні хвилі, електрони не падають на атомні ядра, тобто атоми стійкі ». Спроби побудувати модель атома в рамках класичної фізики не привели до успіху: модель Томсона була спростована досвідами Резерфорда, ядерна ж модель виявилася нестійкою Електродинамически і суперечила досвідченим даним. Подолання виниклих труднощів зажадало створення якісно нової теорії атома.
Глава 2. Модель будови атома Бора.
. 1 Постулати Бора
Перша спроба побудувати якісно нову - квантову теорію атома була зроблена в 1913р. датським фізиком Нільсом Бором. Він поставив перед собою мету зв'язати в єдине ціле емпіричні закономірності лінійчатих спектрів, ядерну модель атома Резерфорда і квантовий характер випромінювання і поглинання світла. В основу своєї теорії Бор поклав ядерну модель Резерфорда. Він припустив, що електрони рухаються навколо ядра по кругових орбітах. Рух по колу навіть з постійною швидкістю володіє прискоренням. Таке прискорений рух заряду еквівалентно змінному струму, який створює в просторі змінне електромагнітне поле. На створення цього поля витрачається енергія. Енергія поля може створюватися за рахунок енергії кулонівської взаємодії електрона з ядром. У результаті електрон повинен рухатися по спіралі і впасти на ядро. Проте досвід показує, що атоми - дуже стійкі освіти. Звідси випливає висновок, що результати класичної електродинаміки, заснованої на рівняннях Максвелла, незастосовні до внутрішньоатомних процесам. Необхідно знайти нові закономірності. В основу своєї теорії Бор поклав два постулати.
Перший постулат Бора (постулат стаціонарних станів): «в атомі існують стаціонарні (що не змінюються з часом) стану, в яких він не випромінює енергії. Стаціонарним станам атома відповідають стаціонарні орбіти, по яких рухаються електрони. Рух електронів по стаціонарних орбітах не супроводжується випромінюванням електромагнітних хвиль. У стаціонарному стані атома електрон, рухаючись по круговій орбіті повинен мати дискретні квантові значення моменту імпульсу, що задовольняють умові:
mevrn=n? (n=1, 2, 3, ...)
де, me - маса електрона, v - його швидкість по n-й орбіті радіуса rn,? =H/(2?) ». [2, с. 336]
Другий постулат Бора (правило частот): «при переході електрона з однієї стаціонарної орбіти на іншу випромінюється (поглинається) один фотон з енергією
=En - Em
рівний різниці енергій відповідних стаціонарних станів (En і Em - відповідно енергії стаціонарних станів...
