Rutherford Atommodel
Ons het almal pluimpuddingmodelle gesien. Vroegers is dit gedink dat elektrone in 'n atoom soos pluims in 'n pudding verdeel is. Met ander woorde, dit is gedink dat positiewe laai deur die atoom versprei is en negatiewe elektrone ongelykmatig daarop verdeel is, soos pluims in 'n pudding. Hierdie konsep van die atoommodel word bekend as die pluimpuddingmodel van atome. Hierdie konsep is deur J.J. Thomson bekendgestel, wat ook die ontdekker van elektrone was. Volgens pluimpuddingmodel, is positiewe en negatiewe laae van 'n atoom deur die liggaam van die atoom versprei en daar moet nie 'n geconcentreerde massa in 'n atoom wees nie.
In 1899 het Ernest Rutherford van die Universiteit van Manchester positief gelaaide helium-ionne (alpa-deeltjies) ontdek wat uit radioaktiewe stowwe soos uraan uitgestoot word. Hierdie alpa-deeltjies skep helder plekke wanneer hulle op 'n zink-sulfiel beklede skerm val. Aangesien daar geen geconcentreerde massa in 'n atoom is, is voorspel dat as 'n dun metalliese folie met positief gelaaide alpa-deeltjies bestook word, dan sou alle alpa-deeltjies die folie sonder groot afbuiging oorsteek.
Die klein elektriese veld wat in die atome ontstaan, kan die beweging van die deeltjie nie veel beïnvloed nie. Dit is dus voorspel dat daar minder as 1o afbuiging in die pad van die beweging van die alpa-deeltjies sou wees. Hierdie voorspelling het Ernest Rutherford geïnspireer om eksperimente uit te voer om die pluimpuddingmodel van atome te verifieer. Hy het sy medewerkers, Ernest Marsden en Hans Geiger, instrueer om 'n dun metalliese folie met alpa-deeltjies te bestook om hierdie voorspelling te verifieer. Volgens instruksies het Ernest Marsden en Hans Geiger 'n eksperiment uitgevoer en 'n geskiedenis gemaak. Hulle het 'n baie dun goudfolie voor 'n alpa-straalgeweer geplaas. Hulle het ook 'n zink-sulfiel skerm rondom die goudfolie geplaas om die helder plekke daarop te observeer wanneer alpa-deeltjies daarop val. Hulle het die eksperiment in 'n donker kamer uitgevoer. Hulle het waargeneem dat, soos voorspel, die alpa-deeltjies deur die folie gaan en op die zink-sulfiel skerm agter die folie val.
Maar na die telling van die helder plekke op die skerm het hulle 'n onverwagte resultaat gekry. Al die alpa-deeltjies het nie deur die folie in 'n reguit lyn gegaan soos verwag nie. 'n Baie klein persentasie van die bestookte alpa-deeltjies het hul roete van reis verander terwyl hulle deur die goudfolie gaan. Nie net het die deeltjies van hul roete afgewyk, maar 'n baie klein aantal het direk terug na die bronne of alpa-geweer gebounce. Na 'n gedetailleerde studie van die waarnemings het Ernest Marsden en Hans Geiger 'n rapport aan Ernest Rutherford ingedien. Na die besigtiging en studie van hul rapport het Rutherford 'n ander model van 'n atoom voorspel, bekend as die Rutherford-atoommodel.
Hy het voorspel dat die alpa-deeltjies wat direk teruggebounce het, moes met 'n baie swaar massa gekolisieer het en dat die massa positief gelaaide moes wees. Dit is ook gevind dat sommige van die afgewykde alpa-deeltjies nie teruggebounce het nie, maar hulle het 'n baie groot hoek van afbuiging gehad. Deur die verskillende hoeke van afbuiging en die aantal deeltjies wat met hierdie hoeke afgewyk het, te observeer, het hy voorspel dat die positief gelaaide alpa-deeltjies ook beïnvloed is deur 'n relatief groot geconcentreerde positiewe laai. Hy het gestel dat die konsentrasies van massa en positiewe laai in dieselfde plek in 'n atoom is en dit is in die middel van die atoom, en hy het dit die kern van die atoom genoem. Hy het ook gestel dat, behalwe die sentrale kern, is die hele ruimte in die atoom leeg.
Na hierdie goudfolie-eksperiment, het Rutherford 'n meer realistiese model van 'n atoom gegee. Hierdie model word ook die Kern-atoommodel of Planetaire Atoommodel genoem. Hierdie model is in 1911 gegee. Volgens die Rutherford-atoommodel, is byna al die massa van 'n atoom in hierdie kern gekonsentreer. Hierdie kern is positief gelaaide en is omring deur klein, lig, negatief gelaaide deeltjies, bekend as elektrone. Hierdie elektrone sirkuleer om die kern op dieselfde manier as planete om die son in die planetaire stelsel. Daarom word hierdie model ook die Planetaire Atoommodel genoem.
Die radius van die kern is ongeveer 10-13 cm. Die radius van die sirkelvormige pad wat deur elektrone om die kern gereis word, is ongeveer 10-12 cm, wat groter is as die diameter van 'n elektron. Die radius van die atoom is ongeveer 10-8 cm. Dus, soos 'n planetaire stelsel, is die atoom ook van uiterst oop aard, waardoor dit deur hoogspoeddeeltjies van verskeie tipes kan deurboor word. Die Rutherford-planetaire atoommodel word in die figuur hieronder getoon-
'n Krag van aantrekking bestaan tussen die positief gelaaide kern en die negatief gelaaide elektrone wat om die kern reis. Hierdie elektrostatische krag tussen die positief gelaaide kern en die negatief gelaaide elektrone is soortgelyk aan die gravitasie-aantrekkingskrag tussen die Son en die planete wat om die son wentel. Die meeste deel van hierdie planetaire atoom is oop ruimte, wat nie enige weerstand bied vir die doorgang van positief gelaaide klein deeltjies soos alpa-deeltjies nie.
Die kern van die atoom is baie klein, dig en positief gelaaide, wat lei tot die verstrooiing van positief gelaaide deeltjies. Hierdie verskynsel van die verstrooiing van positief gelaaide alpa-deeltjies deur 'n positief gelaaide kern, verduidelik die verstrooiing van positief gelaaide alpa-deeltjies deur die goudfolie soos waargeneem deur Ernest Rutherford. Die Ernest Rutherford-atoommodel het slaag om die atoommodel Thomson se pluimpuddingmodel, gegee deur die Engelse fisikus Sir J.J. Thomson, te vervang.
Volgens die Ernest Rutherford-atoommodel, is die elektrone nie aan die massa van die atoom gekoppel nie. Die elektrone is óf staties in die ruimte óf wentel in sirkelvormige pade om die kern. Maar as die elektrone staties is, moet hulle weens die aantrekkingskrag tussen die elektron en die kern na die kern val. Aan die ander kant, as die elektrone in 'n sirkelvormige pad beweeg, dan volgens elektromagnetiese teorie, sou die versnelde laai van die elektron kontinu sy energie verloor en in die kern val soos in die figuur hieronder getoon. Die Rutherford-atoommodel kan nie verduidelik waarom elektrone nie in die positief gelaaide kern val nie.
Dus, die tekortkominge van die Rutherford-atoommodel kan soos volg beskryf word-
Die Rutherford-atoommodel kan nie die verspreiding van elektrone in die banne verduidelik nie.
Die Rutherford-atoommodel kan nie die stabiliteit van die atoom as 'n geheel verduidelik nie.
Die bogenoemde tekortkominge van die Rutherford-atoommodel is oorkom deur die Bohr-atoommodel (1913).
Verklaring: Respekteer die oorspronklike, goede artikels wat deelbaar is, as dit inbreukpleging is kontak vir verwydering.
