Л. 34 Планетарная модель атома Резерфорда

1. Планетарная модель атома. Постулаты Бора.

2. Модель атома Томсона Джозеф Джон Томсон (1856-1940г)

3.

Томсон предположил, что
атом подобен кексу с
изюмом, где роль изюминок
играют электроны.

4. Как же устроен атом?

Эрнест
Резерфорд
(1871 – 1937г)

5. Идея опыта Резерфорда

Прощупать” атом с
помощью
положительно
заряженных
α – частиц, которые
вылетали при
радиоактивных
распадах некоторых
атомных ядер
Заряд этих частиц по
модулю в 2 раза
больше заряда
электрона, а масса
примерно в 8000 раз
больше массы
электрона. Скорость
α – частиц
составляла около
20000 км/c.

6. Идея опыта Резерфорда

Быстрые и массивные α – частицы, пролетая
сквозь атомы с очень легкими электронами,
практически не должны изменять
направления движения – подобно тому как
свинцовые пули не изменяли бы своего
направления полета, пролетая сквозь
настоящий кекс с настоящими изюминками.

7. Схема опыта Резерфорда

8.

Предполагалось,
что α – частицы
пролетят
насквозь, а
рассеяние будет
примерно 20
А опыт показал,
что угол
рассеивания α –
частиц >>20 и
примерно 1/2000
частица
отражалась!

9. Объяснение результатов эксперимента

В центре находится маленькое
положительно заряженное
ядро.
Вокруг ядра движутся
отрицательно заряженные
электроны.

10. Планетарная модель атома

Атомное ядро в
десятки тысяч раз
меньше атома:
размер ядра – около
10⁻¹⁴-10⁻¹⁵ м, а
размер атома –
примерно 10⁻¹⁰ м.
Положительный
заряд ядра равен по
модулю
суммарному заряду
всех движущихся
вокруг ядра
электронов.

11. Недостатки планетарной модели атома

электрон движется
по окружности с
огромным
ускорением.
согласно классической
электродинамике
ускоренно движущийся
заряд должен излучать
е
электромагнитные
волны.
электрон должен потерять
энергию вследствие излучения
и «упасть» на ядро через
несколько миллиардных долей
секунды, но атомы стабильны!

12. Недостатки планетарной модели атома

Планетарная модель атома не могла объяснить
поразительное сходство различных атомов одного и того
же химического элемента: опыт показывает, что эти
атомы похожи друг на друга значительно больше, чем
братья-близнецы.
Согласно же планетарной модели атома каждый атом
должен был бы быть единственным в своем роде: ведь
согласно классической механике каждый электрон может
двигаться по любой из бесконечного множества орбит –
подобно планетам, движущимся вокруг Солнца. Значит,
должно наблюдаться разнообразие атомов одного и того
же химического элемента.
Но ничего подобного в природе не наблюдается!

13. Постулаты Бора

Нильс Бор
(1885 – 1962г)

14. Постулаты Бора

E
E
v
k
kn
h
n
hvkn E k E n
v
E
E
k
kn
h
n

15.

Энергетические уровни атома
и условное изображение
процессов поглощения и испускания фотонов.
Состояния атома, в
котором все
электроны находятся
на стационарных
орбитах с наименьшей
возможной энергией,
называют основным.
Все другие состояния
атома называют
возбужденными.

16.

Планетарная модель атома (модель атома Резерфорда) — историческая
модель строения атома, предложенная Эрнестом Резерфордом в 1911 году
на основе результатов серии экспериментов Гейгера — Марсдена по
рассеиванию альфа-частиц при их прохождении через тонкую золотую
фольгу.
Согласно этой модели, атом состоит из положительно заряженного ядра,
в котором сосредоточена почти вся масса атома, и вокруг него вращаются
электроны — подобно тому, как планеты движутся вокруг Солнца.
В целом атом получается нейтральным. Электроны не падают на ядро
потому, что они вращаются вокруг него по круговым орбитам.
Планетарная модель Резерфорда пришла на смену капельной модели
Кельвина-Томсона, согласно которой атом представляли в виде сферы с
положительным зарядом, по которой распределены отрицательно заряженные
электроны.
Недостатком планетарной модели была невозможность объяснения ею
устойчивости атомов. Это противоречие было снято последующим развитием
планетарной модели в модели атома Бора, постулирующей другие, отличные
от классических, законы орбитального движения электронов на основе волн
де Бройля.