Plum Pudding modelis: Agrīns mēģinājums paskaidrot atomu

Kas ir Plum Pudding modelis?

Plum pudding modelis ir vēsturisks zinātniskais atomu modelis, ko 1904. gadā ierosināja Dž. Dž. Tomsons nelielā laikā pēc elektrona atklāšanas. Modelis mēģināja izskaidrot divas īpašības, kas tajā laikā bija zināmas par atomiem: elektronu negatīvā lādē un to, ka atomi nav netoālā elektriskā lādē.

Plum pudding modelis ierosināja, ka atoms sastāv no pozitīvi slodinātas sfēras, ko sauc par pudingu, kurā iebūvēti elektroni, tāpat kā plūmes deserts. Elektroni bija novietoti slāņos un kompensēja sfēras pozitīvo lādi.

Plum pudding modelis bija pirmais modelis, kas piešķīra atomam konkrētu iekšējo struktūru, un tas balstījās uz eksperimentālo pierādījumu un matemātisko formulām. Tomēr, pēc jaunu atklājumu veikšanas, to drīz aizvietoja precīzāks atomu modelis.

Kā Tomsons izveidoja Plum Pudding modeli?

Tomsons bija angļu fiziks, kas veica eksperimentus ar katoda starojumiem, kas ir elektronu straumes, kas izdalās no metāla plaknes, kad tiek piemērota elektriskā strāva. Viņš izmērīja elektronu lādes un masas attiecību un atklāja, ka tā ir daudz mazāka nekā jebkura zināmais atoms. Viņš secināja, ka elektronu ir subatomāri daļiņi, kas ietilpst visos atomos.

Tomsons arī zināja, ka atomi ir elektriski neitrāli, t.i., viņi nemaz neatrodas kopējā lādē. Viņš secināja, ka atomos jābūt kādam pozitīvam lādei, kas kompensē elektronu negatīvo lādi. Viņš arī sekotāja Viljama Tomsona (Lorda Kelvina) darbam, kurš gada agrāk bija ierosinājis pozitīvas sfēras atomu modeli.

Tomsons publicēja savu plum pudding modeli 1904. gadā britu zinātniskajā žurnālā. Viņš aprakstīja atomus kā vienmērīgi pozitīvi slodinātas sfēras, kurās iebūvēti elektroni, kā punktveida lādes slāņos. Viņš izmantoja matemātiskas formulas, lai aprēķinātu spēkus starp elektroniem un sfēru un starp pašiem elektroniem.

Tomsona modelis bija mēģinājums izskaidrot materijas atomisko struktūru un ņemt vērā tās ķīmiskās un elektriskās īpašības. Tas bija arī saskaņots ar klassisko mehāniku, kas tajā laikā bija dominējošā fiziķas teorija.

Kādi bija Plum Pudding modela ierobežojumi?

Plum pudding modelim bija daži problēmi un ierobežojumi, kas to padarīja nekonsekventu, lai izskaidrotu dažus novērotos fenomenus un eksperimentālos rezultātus.

Viens no problēmām bija tāds, ka tas nevarēja izskaidrot dažādu frekvences gaismas izstarošanu no atomiem, kad tie tiek uzsvērti ārējiem enerģijas avotiem. Piemēram, kad hidrogenu atomi tiek izpostīti ar elektroenerģiju, tie izstaro spektru, kas sastāv no dažādām krāsām vai garumiem. Tomsona modelis paredzēja, ka hidrogenu atomi izstaro tikai vienu frekvenci, jo tiem ir tikai viens elektrons.

Otrs problēmas bija tāda, ka tas nevarēja izskaidrot alfa daļiņu deflekciju atomos. Alfa daļiņas ir pozitīvi slodinātas daļiņas, kas izdalās no radioaktīvajiem elementiem. 1909. gadā Ernest Rutherford veica eksperimentu, kurā viņš šovēja alfa daļiņas pret platu zelta foliju. Viņš gaidīja, ka lielākā daļa no tām ieplūs caur to bez lielas vai bez deflekcijas, jo pozitīvā lāde atomos būtu izplatīta vienmērīgi Tomsona modelī.

Tomēr, viņš atklāja, ka dažas alfa daļiņas tika deflēktētas lielos leņķos, un dažas pat atspoguļoja. Tas norādīja, ka atomos jābūt koncentrētai pozitīvā lādei, kas atspoguļoja alfa daļiņas. Rutherford nosauca šo reģionu par kodolu un ierosināja jaunu atomu modeli, kurā elektroni orbīto ap mazu un blīvu kodolu.

Rutherforda kodola modelis bija veiksmīgāks nekā Tomsona plum pudding modelis, lai izskaidrotu dažādus fenomenus un eksperimentus. Tas arī nodrošināja ceļu turpmākiem atklājumiem par atomu struktūru un uzbūvi.

Kāda ir Plum Pudding modela nozīme?

Plum pudding modelis varētu būt nepareizs, bet tas nebija nederīgs. Tas bija svarīgs solis atomteorijas un modernās fiziķas attīstībā. Tas balstījās uz zinātniskiem pierādījumiem un loģiku, un tas stimulēja papildu pētījumus un eksperimentus.

Plum pudding modelis arī parādīja, ka atomi nav nedalāmi vai nemainīgi, kā daži senie filozofi domāja. Tas atklāja, ka atomiem ir iekšējas struktūras un subatomārie daļiņi, kas atvēra jaunas iespējas materijas un enerģijas izpratnei.

Plum pudding modelis arī ietekmēja citas zinātnes un kultūras jomas. Piemēram, tas iedvesmoja Niels Bohru izstrādāt savu kvantu modeli, kas iestrādāja gan klasisko, gan kvantu mehāniku. Tas arī iedvesmoja dažus māksliniekus un rakstniekus izmantot to kā metaforu vai simbolu dažādiem jēdzieniem un tēmām.

Plum pudding modelis varētu tikt aizvietots labāku modeli, bet tam joprojām ir dažas vēsturiskas un zinātniskas vērtības. Tas bija pirmais modelis, kas ierosināja konkrētu struktūru atomiem, un tas stimulēja turpmākos pētījumus un atklājumus. Tas arī ietekmēja citas zinātnes un kultūras jomas, un tas paliek atomteorijas vēsturē.

Secinājums

Plum pudding modelis bija agrīna mēģinājuma izskaidrot atomu, ko 1904. gadā ierosināja Dž. Dž. Tomsons. Tas ierosināja, ka atoms sastāv no pozitīvi slodinātas sfēras ar iebūvētiem elektroniem. Modelis mēģināja ņemt vērā atomu un materijas īpašības, bet tas neizdevās izskaidrot dažus fenomenus un eksperimentus. Tā vietā drīz tika aizvietots ar Rutherforda kodola modeli, kas ieviesa kodola konceptu. Plum pudding modelis nebija pareizs, bet tas bija svarīgs solis atomteorijas un modernās fiziķas attīstībā.

Paziņojums: Cienīt oriģinālu, labas publicācijas vērts koplietot, ja ir pārkāpumi, lūdzu, sazinieties ar mums, lai tos dzēstu.