Plum Pudding mudel: Varajane katse selgitada aatomi

Mis on plumibudingu mudel?

Plumibudingu mudel on ajalooline teaduslik aatomimudel, mille esitas J.J. Thomson 1904. aastal, vähese aja pärast sellest, kui ta avastas elektroni. Mudel püüdis selgitada kahte aegadel teada olnud aatu omadust: elektronid on negatiivselt laetud osakesed ja aatumil ei ole nettoelektrilaet.

Plumibudingu mudel ettepanekus, et aatom koosneb positiivselt laetud sfäärist, mida nimetati pudinguks, milles on uppenud elektronid, nagu pluud magoises. Elektronid olid paigutatud kehades ja tasakaalus positiivse laengaga sfääri.

Plumibudingu mudel oli esimene, mis andis aatomile konkreetse sisemise struktuuri, ja see põhines eksperimentaalsel tõendusel ja matemaatilistel valemidel. Kuid see peeti varsti asendatuks täpsemate aatomimudelitega uute avastuste järel.

Kuidas Thomson väljendas plumibudingu mudeli?

Thomson oli inglise füüsik, kes läbi viis katodekiirgusega seotud katseid, mis on elektronide kiirgused metallplaatilt, kui rakendatakse elektritöö. Ta mõõtis elektronide laengu ja massi suhet ning leidis, et see on palju väiksem kui mis tahes teadaoleva aatu. Ta järeldas, et elektronid on subatoomilised osakesed, mis on kõikides aatumites.

Thomson teads ka, et aatumid on elektriliselt neutraalsed, mõeldes, et neil ei ole üldist laengut. Ta põhjendas, et aatumites peab olema mingi positiivne laeng, mis nullib välja elektronide negatiivse laengu. Ta jälgis ka William Thomsoni (Lord Kelvin) tööd, kes oli aasta eelnevalt esitanud positiivse sfäärilise aatomimudeli.

Thomson avaldas oma plumibudingu mudeli 1904. aastal ühes juhtivas briti teadusajakirjas. Ta kirjeldas aatumeid kui ühtlaselt positiivselt laetud sfääre, milles elektronid olid paigutatud punktlaetena kehades. Ta kasutas matemaatilisi valemeid, et arvutada elektronide ja sfääri vahelisi jõude ning elektronide vahelisi jõude.

Thomsoni mudel oli püüe selgitada aatu materjalstruktuuri ja arvestada selle keemilisi ja elektrilisi omadusi. See oli vastuolus klassikalise mehaanika teooriaga, mis oli aeglane füüsika domineeriv teooria.

Mis olid plumibudingu mudeli piirangud?

Plumibudingu mudelil oli mõned probleemid ja piirangud, mis tõid kaasa mitte võimetust selgitada mõnda nähtust ja eksperimentaalseid tulemusi.

Üks probleem oli, et see ei saanud selgitada aatumite erinevatest valgusefrekventsidest, kui need on avastatud välisenergiaallikatega. Näiteks, kui vesiniku aatumid on välja toodud elektriga, nad emitteerivad valgusespektri, mis koosneb erinevatest värvide või lainepikkustest. Thomsoni mudeli kohaselt peaks vesiniku aatomid emitteerima ainult ühe frekvendi, kuna neil on ainult üks elektron.

Teine probleem oli, et see ei saanud selgitada alfaosakeste deflekteerimist aatomite poolt. Alfaosaked on positiivselt laetud osakesed, mis emitteeritakse radioaktiivsetest elemendidest. 1909. aastal läbis Ernest Rutherford katse, kus ta laskis alfaosakeste heiteid ohutavasse kullapinna. Ta ootas, et enamik neist läbib vähe või üldse mitte deflekteeritud, kuna positiivne laeng aatumites peaks Thomsoni mudeli kohaselt ühtlaseks levituma.

Kuid ta leidis, et mõned alfaosaked deflekteeriti suurete nurgadega ja mõned isegi tagasi. See näitas, et aatumites peab olema koncentreeritud positiivne laeng, mis repeleeris alfaosakeste. Rutherford nimetas seda piirkonda tuumaks ja esitas uue aatomimudeli, kus elektronid orbiitavad väikeses ja tihe tuumas.

Rutherfordi tuumamudel oli edukam kui Thomsoni plumibudingu mudel, selgitades erinevaid nähtusi ja katseid. See avas tee edasiseks avastuste tegemiseks aatumite struktuuri ja käitumise kohta.

Mis on plumibudingu mudeli tähtsus?

Plumibudingu mudel võis olla vale, kuid see ei olnud kasutu. See oli oluline samm aatomiteooria ja kaasaegse füüsika arengus. See põhines teaduslike tõenditel ja loogikas, ja see stimuleeris edasisi uurimisi ja eksperimente.

Plumibudingu mudel näitas, et aatumid ei ole jagamatud ega muutumatud, nagu mõned vanade filosoofide arvasid. See avastas, et aatumil on sisemine struktuur ja subatoomilised osakesed, mis avasid uusi võimalusi materjali ja energia mõistmiseks.

Plumibudingu mudel mõjutas ka muude teadusvaldkondade ja kultuuri. Näiteks inspireeris see Niels Bohr’i kvantmudeli aatomite kohta, mis hõlmab nii klassikalise kui ka kvantmehaanika. See inspireeris ka mõnda kunstnikku ja kirjanikku kasutama selle mudeli metaforina või sümbolina erinevate mõtete ja teemade jaoks.

Plumibudingu mudel võis olla asendatud parema mudeliga, kuid see endiselt on ajalooline ja teaduslik väärtus. See oli esimene mudel, mis esitas konkreetse struktuuri aatomitele, ja see stimuleeris edasisi uurimisi ja avastusi. See mõjutas ka muude teadusvaldkondade ja kultuuri, ja see on osa aatomiteooria ajaloost.

Järeldus

Plumibudingu mudel oli varane püüe selgitada aatumit J.J. Thomsoni poolt 1904. aastal. See ettepanekus, et aatom koosneb positiivselt laetud sfäärist, milles on uppenud elektronid. Mudel püüdis arvestada aatumite ja materjali omadusi, kuid see ei suutnud selgitada mõnda nähtust ja katseid. See asendati varsti Rutherfordi tuumamudeliga, mis tutvustas tuuma mõistet. Plumibudingu mudel ei olnud õige, kuid see oli oluline samm aatomiteooria ja kaasaegse füüsika arengus.

Deklaratsioon: Austa originaali, hea artikkel on väärt jagamist, kui on räng, siis palun kontakti seistes kustutada.