Rutherforda atommodelis
Visi esam redzējuši augļus pudīnā. Iepriekš tika domāts, ka elektroni atoms ir izkliedēti pozitīvajā lādē tāpat kā augļi pudīnā. Citiem vārdiem sakot, tika domāts, ka pozitīvā lāde pastāv visā atomā un negatīvie elektroni to neregulāri sadala, tāpat kā augļi pudīnā. Šis atomu modela koncepts ir pazīstams kā "augļi pudīnā" atomu modelis. Šo konceptu ieviesa Dž. Dž. Tomsons, kurš arī bija elektronu atklātājs. Kā tomsona "augļi pudīnā" modelī, pozitīvā un negatīvā lāde atomā ir izkliedēta visā atomu ķermenī, un atomā nevar būt jebkāda koncentrēta masa.
1899. gadā Mancelas universitātes Ernest Rutherford atklāja alfa daļiņas, kas ir pozitīvi lādēti helium jonu, kas izdalās no radioaktīvām vielām, piemēram, urāna. Šīs alfa daļiņas radīja spilgtus punktus, kad tās pieskarās cinka sulfīda apmaltam ekrānam. Tā kā atomā nav koncentrētas masas, tika prognozēts, ka, ja plānu metālisku foliju bombardētu ar pozitīvi lādētām alfa daļiņām, tad visas šādas alfa daļiņas pārnesu foliju bez liela novietojuma savā ceļā.
Mazie elektriskā lauka, kas veidojas atomos, nevar būtiski ietekmēt daļiņu kustību. Tāpēc tika prognozēts, ka var būt mazāk par 1o novietojums alfa daļiņu kustības ceļā. Šī prognoze inspirēja Ernestu Rutherford veikt eksperimentus, lai pārbaudītu "augļi pudīnā" atomu modeli. Viņš instruēja savus kolēģus Ernestu Marsden un Hānsu Geiger bombardēt plānu metālisko foliju ar alfa daļiņām, lai pārbaudītu šo prognozi. Saskaņā ar instrukcijām Ernest Marsden un Hāns Geiger veica eksperimentu un veidoja vēsturi. Viņi novietoja ļoti plānu zelta filmu priekšā alfa staru deguns. Viņi arī novietoja cinka sulfīda ekrānu apkārt zelta filmai, lai novērotu spilgtus punktus uz to, kad alfa daļiņas pieskarās tam. Eksperiments tika veikts tumšā istabā. Viņi novēroja, ka, kā prognozēts, alfa daļiņas pārnesu filmu un pieskarās cinka sulfīda ekrānam aiz filmas.
Tomēr, pēc spilgtu punktu skaitīšanas uz ekrāna, viņi uzzināja neierodamu rezultātu. Ne visas alfa daļiņas pārnesa foliju taisni, kā gaidīts. Īpaši maza procentuālā daļa bombardēto alfa daļiņu mainīja savu ceļu, pārnesot zelta foliju. Daļiņas ne tikai novietojās, bet arī dažas no tām tieši atspiedās pret avotu vai alfa degunu. Pēc detalizēta novērojuma pētījuma, Ernest Marsden un Hāns Geiger iesniedza ziņojumu Ernestam Rutherford. Pēc viņu ziņojuma skatīšanas un pētīšanas, Rutherford prognozēja citādu atoms modeli, ko pazīst kā Rutherfords atoms modelis.
Viņš prognozēja, ka alfa daļiņas, kas tieši atspiedās, droši saskārusies ar kaut ko daudz smagāku un pozitīvi lādētu. Tas tika arī atklāts, ka dažas no novietojumiem alfa daļiņām nebija atspiedušās, bet tās bija novietojusies ar ļoti lielu leņķi. Novērojot dažādus novietojumu leņķus un novietojumu daudzumu ar šiem leņķiem, viņš prognozēja, ka pozitīvi lādētās alfa daļiņas tika ietekmētas salīdzinoši lielā, koncentrētā pozitīvā lādē. Viņš teica, ka masa un pozitīvā lāde koncentrējas vienā un tajā pašā vietā atomā, un tas ir atomu centrā, un viņš to sauc par atomu kodolu. Viņš arī teica, ka, izņemot centra kodolu, visa atomā esošā telpa ir tukša.
Pēc šī zelta folijas eksperimenta, Rutherford piedāvāja realistiskāku atomu modeli. Šis modelis tiek arī saukts par Kodola Atomu Modeli vai Planētu Atoma Modeli. Šis modelis tika piedāvāts 1911. gadā. Saskaņā ar Rutherfords Atoma Modeli, gandrīz visa atomu masa ir koncentrēta šajā kodolā. Šis kodols ir pozitīvi lādēts un apkārt to aplīk mazi, viegli negatīvi lādēti daļiņi, ko sauc par elektronami. Šie elektroni aptver kodolu tāpat, kā planētas aptver Saulei planētu sistēmā. Tāpēc šis modelis tiek arī saukts par Planētu Atoma Modeli.
Kodola rādiuss ir aptuveni 10-13 cm. Elektronu aptverošās trajektorijas rādiuss apkārt kodolam ir aptuveni 10-12 cm, kas ir lielāks par elektrona diametru. atoms rādiuss ir aptuveni 10-8 cm. Tādējādi, tāpat kā planētu sistēma, atoms ir ļoti atvērts, tāpēc to var pārnest ar dažādām augstās ātruma daļiņām. Rutherfords Planētu Atoma Modelis ir attēlots zemāk minētajā figūrā-
Pastāv pievilcības spēks starp pozitīvi lādētu kodolu un negatīvi lādētajiem elektroniem, kas aptver kodolu. Šis elektrostātiskais spēks starp pozitīvi lādētu kodolu un negatīvi lādētajiem elektroniem ir līdzīgs gravitācijas pievilcības spēkam starp Sauli un planētām, kas apvēršas ap Saules. Lielākā daļa no šīs planētu atoma ir atvērta telpa, kas neveic nekādu pretestību pozitīvi lādētām maziem daļiņām, piemēram, Alfa daļiņām.
Atoms kodols ir ļoti mazs, blīvs un pozitīvi lādēts, kas rezultē pozitīvi lādēto daļiņu sprādziens. Šis fenomens, kas izskaidro pozitīvi lādēto alfa daļiņu sprādzienu pozitīvi lādētu kodolu, izskaidro pozitīvi lādēto alfa daļiņu sprādzienu zelta folijā, ko novēroja Ernest Rutherford. Ernest Rutherford Atoms Modelis veiksmīgi aizstāja Thomson's Plum Pudding Modeli, ko deva angļu fiziķis Sir J.J. Thomson.
Saskaņā ar Ernest Rutherford Atoms Modeli, elektroni nav saistīti ar atomu masu. Elektroni ir stacionāri telpā vai rotē ap kodolu pa apļām trajektorijām. Bet, ja elektroni ir stacionāri, viņi jāiekritina kodolā, jo starp elektronu un kodolu pastāv pievilcības spēks. Savukārt, ja elektroni kustas pa apļām trajektorijām, tad, saskaņā ar elektromagnētisko teoriju, elektrona paātrinātā lāde nepārtraukti zaudētu savu enerģiju un iekritinātos kodolā, kā parādīts zemāk minētajā figūrā. Rutherford Atoms Modelis neizskaidro, kāpēc elektroni neiekritina pozitīvi lādētu kodolu.
Tātad, Rutherford Atoms Modela trūkumi var tikt aprakstīti šādi-
Rutherford Atoms Modelis neatrisina elektronu sadalījumu orbītās.
Rutherford Atoms Modelis neatrisina atoms kopumā stabilitāti.
Šie Rutherford Atoms Modela trūkumi tika pārvarēti ar Bohr Atoms Modeli (1913).
Declarācija: Cienīsim oriģinālu, labas raksta vērtības dalīšanai, ja notiek tiesību pārkāpums, lūdzu, sazinieties, lai dzēstu.
