Rutherford ve Boer'in atom modellerini ayrıntılı olarak açıklayın, kuantum mekaniğinin kapısını açmanıza izin verin!
1911'de Ernest Rutherford, atomun iç yapısını tanımlamak için çok ince bir altın plakayı ilk kez bombardıman etmek için radyoaktif alfa parçacıkları (artık helyum çekirdeği olduklarını biliyoruz) kullandı.Bu, erken Rutherford atom modelidir. , Rutherford bizim için kuantum dünyasının kapısını açtı.
Ernest Rutherford
Rutherford'un güneş sisteminin atomik modeli
Rutherford, atomun merkezdeki çok küçük bir çekirdekten ve onu çevreleyen elektronlardan oluştuğunu varsayabileceğini hesapladı.Çekirdek, atomun neredeyse tüm kütlesini içerir. Hidrojen en basit elementtir ve çekirdeği yaklaşık 1.75 × 10 ^ -15 metre yarıçaplı tek bir protondan oluşur. Bu sembole aşina değilseniz, 0,0000000000000175 metre, yani bir metrenin 1750 trilyonda biri anlamına gelir. Bugün fark ettiğimiz kadarıyla, tek bir elektron, hidrojen çekirdeğinin etrafında dönen bir nokta biçimindedir ve yörünge yarıçapı, hidrojen çekirdeğinin yarıçapının yaklaşık 100.000 katıdır. Çekirdekte pozitif bir yük ve elektronlarda negatif bir yük vardır, bu da dünyanın güneş etrafında dönmesini sağlayan yerçekimi kuvvetine benzer şekilde aralarında bir çekim olduğu anlamına gelir. Bu yine atomun boşluğunun çoğunun boş olduğu anlamına gelir. Atom çekirdeğini bir tenis topu büyüklüğüne genişletmeyi hayal ederseniz, o zaman küçük bir elektron bir toz parçacığından daha küçük olacaktır ve yörüngesi tenis topundan 1 km uzaklıktadır. Bu rakamlar oldukça şaşırtıcı, çünkü katı madde için, açıkça onun boş olduğunu hissetmiyoruz.
Rutherford Atom Modeli
Rutherford nükleer atomu, zamanın fizikçileri için bir dizi soru sordu. Örneğin: Yörüngesel yük teorisi ve xi içermeyen radyo dalgaları (Heinrich Hertz radyo vericisini 1887'de icat etti) Aynı derecede şaşırtıcı bir fenomen, atomlar ısıtıldığında ışık yayılımının sırrıdır.
Niels Bohr, modern kuantum teorisinin gelişimini destekledi
Mart 1912'de Danimarkalı fizikçi Niels Bohr atomik yapı sorununa takıntılı hale geldi. Ball, atomların iç işleyişinin sırlarını spektroskopi verilerinden çözmeye çalışmanın, bir kelebeğin renkli kanatlarından homolojinin biyolojik temelini çıkarmak gibi olduğuna inanıyor. Rutherfordun güneş sistemi atomları Bohr'a gerekli ipuçlarını sağladı ve Bohr, 1913'te atomik yapı üzerine ilk kuantum teorisi makalesini yayınladı. Bu teorinin kesinlikle problemleri var, ancak modern kuantum teorisinin gelişimini destekleyen birkaç anahtar fikir içeriyor.
Bohr
Bohr, elektronların çekirdek çevresinde yalnızca belirli bir yörüngede kalabileceğini ve en düşük enerji düzeyine sahip yörüngenin çekirdeğe en yakın olduğunu keşfetti. Elektronlar bu yörüngeler arasında atlayabilir. Enerjiyi emdiklerinde (örnek olarak ateşleme tüpündeki kıvılcımı alın) daha yüksek bir yörüngeye atlarlar ve bir süre sonra orijinal yörüngeye geri dönerek bu süreçte ışık yayarlar. Işığın rengi doğrudan iki orbitalin enerjisi arasındaki farkla belirlenir.
Şekil 4 Bohrun atom modeli, bir elektronun bir yörüngeden diğerine sıçradığında bir fotonun yayıldığını göstermektedir.
Şekil 4 temel kavramı göstermektedir Ok, ışık yayarken (dalgalı çizgi ile temsil edilir) üçüncü enerji seviyesinden ikinci enerji seviyesine sıçrayan bir elektronu temsil etmektedir. Bohr'un modelinde, elektronların yalnızca bu özel "nicemlenmiş" yörüngelerden birinde protonların etrafında dönmesine izin verilir; içe doğru spiraller tamamen yasaktır. Böylelikle Bohr, modelini Unstrom tarafından gözlemlenen ışığın dalga boylarını (yani renkleri) hesaplamak için kullandı - bu dalga boyları (yani renkler) beşinci yörüngeden birinciye geri dönen bir elektrondan kaynaklanıyor. İkinci iz (mor ışık), dördüncü izden ikinci ize (mavi-yeşil ışık) veya üçüncü izden ikinci ize (kırmızı ışık) düşmenin sonucudur. Bohr'un modeli, elektron ilk yörüngeye geri döndüğünde ışığın yayılması gerektiğini de doğru bir şekilde öngördü. Bu ışık, spektrumun ultraviyole kısmındadır ve insan gözü tarafından görülemez, bu nedenle Unstrom da görmedi.
Ancak 1906'da Harvard Üniversitesi'nden fizikçi Theodore Lyman bu görünmez ultraviyole ışığı keşfetti ve Bohr'un modeli, Lima'nın verilerini mükemmel bir şekilde tanımladı. Bohr, modelini hidrojen atomunun ötesine genişletmemiş olsa da, ortaya attığı fikirler diğer atomlara da uygulanabilir. Özellikle, her bir elementin atomlarının benzersiz bir yörünge kümesine sahip olduğu varsayılırsa, yalnızca belirli renklerin ışığını sonsuza kadar yayabilirler. Bu nedenle, renk yayan bir atomun davranışı parmak izi gibidir ve gökbilimciler, yıldızların kimyasal bileşimini belirleme yöntemi olarak, atom tarafından yayılan spektral çizgilerin benzersizliğini incelemeye hiç şüphesiz istekli olacaklardır.
Atomik spektrum
Bohr modeli iyi bir başlangıç, ancak açıkça tatmin edici değil: Elektronların içe doğru dönmesi neden yasak? Hepimiz elektronların elektromanyetik dalgalar yaydıklarında enerji kaybettiklerini bildiğimiz için ve radyolar gerçek hayatta ortaya çıktığı için bu fikir derinlere kök salmıştır. Ayrıca, neden ilk etapta elektron yörünge kuantizasyonu? Peki ya hidrojen atomları dışındaki ağır elementler? İnsanlar yapılarını nasıl anlayabilir? Bohr'un teorisi olgunlaşmamış olsa da, çok önemli bir adım ve kuantum mekaniğinin nasıl ilerleyebileceğinin bir örneğidir. Bu, erken kuantum teorisi düşüncesinin tarihidir.Bu problemler, kuantum teorisinin ilk kurucuları tarafından karşı karşıya kalmıştır.
20th Century Think Tank
Sonuç: Sonuç olarak, Planck ve Einstein'ın ışığın parçacıklardan oluştuğu fikrini ortaya atmasının ardından Maxwell, ışığın hala dalgalar gibi davrandığını kanıtladı. Rutherford ve Bohr, atomik yapının anlaşılmasına rehberlik eden öncülerdi, ancak atomların içindeki elektronların davranışı, bilinen herhangi bir makroskopik fiziksel teoriye uymuyor. Toplu olarak radyoaktivite olarak adlandırılan atomların kendiliğinden bir şekilde bölündüğü çeşitli fenomenler, özellikle fiziğe rahatsız edici bir belirsizlik unsuru getirdiği için hala bir gizemdir. Hiç şüphe yok ki, atom altı dünyada tuhaf şeyler oluyor!
Yorumlara açığız! Fotoğraftaki bilim insanı kaç tanesini tanıyorsunuz?
