מאפייני מודל האטום THOMSON
במהלך ההיסטוריה, מדענים שונים הציעו מודלים שניסו להסביר מה ה מבנה האטומים. אחד המדענים הללו היה ג'יי ג'יי תומסון. בשיעור זה של מורה אנו מציעים לך סיכום של התכונות של המודל האטומי של תומסון הבולט ביותר.
ג'וזף ג'ון תומסון היה מתמטיקאי ופיזיקאי שבסוף ה- s. XIX ועקרונות ה- XX עבדו בכמה ניסויים שאפשרו לו להקים מודל אטומי שהסביר את הידע של האטום שהיה להם אז.
הוא התנסה בפריקות חשמליות בגזים בלחצים נמוכים, מה שהוביל לגילוי האלקטרון בשנת 1897, אחד האירועים החשובים ביותר במדע.
הניסויים שלו התאפשרו על ידי המצאת ה- CRT מ ויליאם קרוקס כמה שנים קודם לכן (1975). ה ניסויים בקרוקס הם ביססו שורה של מאפיינים של קרני קתודה שהובילו בסופו של דבר לגילויו של תומסון את האלקטרון. גילוי האלקטרון אפשר לתומסון להציע מודל אטומי שלקח בחשבון את המאפיינים של החלקיק התת אטומי החדש שהתגלה.
בתנאים רגילים, גז הוא מוליך חשמל גרוע. עם זאת, בתנאים שנקבעו ב קרני קתודה, כאשר הגז נמצא בלחצים נמוכים מאוד ושם נקבע הפרש פוטנציאלי על ידי החדרת שתי אלקטרודות לצינור; הגזים הופכים למוליכים של חשמל.
אחת התגליות המרכזיות שביצעה תומסון עם ניסויי קרני הקתודה שלו
זו הייתה סטיה של קרני הקתודה הנתונות לשדה חשמלי. באותה תקופה היו תיאוריות שונות על אופי קרני הקתודה. בעוד שפיזיקאים גרמנים ראו בקרני קתודה סוג של קרינה, פיזיקאים בריטים נחשב שקרניים אלה נוצרו על ידי סוג כלשהו של חלקיקים טעונים שלילית, כפי שנגזר מ ניסויים קודמים של קרוקס.השיפור בהשגת לחצים נמוכים בתוך צינורות קרני קתודה אפשר לתומסון לצפות במדויק בהשפעת שדות חשמליים על קרני הקתודה. ידוע שקרני הקתודות עוברות בקו ישר בהיעדר שדות חשמליים או מגנטיים.
תומסון הציג שתי לוחות מתכתs, במקביל לדרך קרני הקתודה, בצינור קרן הקתודה וקבע ביניהם הבדל פוטנציאלי, סולם בחלק קצה הצינור שבו קרני הקתודה שהוטלו איפשרו למדוד את מידת הסטייה של הקרניים כאשר היו נתונים להבדלים שונים של פוטנציאל. בעבר כבר נצפתה סטיה של קרני הקתודה על ידי השפעת שדות מגנטיים.
תומסון ערך ניסויים שבהם הוא נוגד את הסטת קרני הקתודה על ידי יישום בו זמנית של שדות חשמליים ומגנטיים. ניסויים אלה יעשו זאת מותר לקבוע את מהירות קרני הקתודה ואת המסה והמטען של החלקיקים שיצר אותם.
שתי תגליות מרכזיות אפשרו את תומסון גילוי האלקטרון, שהוא כינה בתחילה גוּפִיף:
- יחס המטען / המסה של הגופה היה גבוה פי 1000 מכל חלקיק שתואר לעיל. הקטן ביותר שהיה ידוע באותה תקופה היה אטום המימן. פירוש הדבר שכן חלקיקים טעונים שלילית עם כמעט אפס מסה.
- יחס המטען / המסה לא השתנה כאשר נעשה שימוש באלקטרודות בגזים שונים או במתכות שונות. לפיכך, הוא הסיק כי אופי החלקיק אינו תלוי בסוג הגז או המתכת המשמשים את האלקטרודות. במילים אחרות, החלקיק שהתגלה היה מרכיב אוניברסלי של חומר.
לאחר גילוי האלקטרון, תומסון הציע מודל אטומי בשנת 1904 בו נשקל הידע שהיה באותה תקופה: הוא היה מודע לקיומם של חלקיקים עם מטענים חיוביים ושליליים באטום. הוא עצמו גילה את האלקטרון לפני כמה שנים ולפני כן, הפיזיקאי הגרמני יוג'ין גולדנשטיין, שגילה את ה קרני ערוץ, אנודיות או חיוביות. קרניים אלה נעו בכיוון ההפוך לקרני הקתודה שבתוך הצינורות. הכיוון ההפוך של קרניים אלה הסיק שהמטען שלהם חיובי.
בהתחשב בכל אלה, תומסון הציע מודל עם המאפיינים הבאים:
- האטום יהיה מורכב מ- כדור שירכז את כל מסת האטום ויש לו מטען חיובי.
- ה אליקטרונים יהיה מוטבע בתחום זה, מופץ בחלל ומפצה על המטען החיובי של הכדור האמור.
- מזרח המודל לא היה סטטיבמקום זאת, תומסון האמין כי אלקטרונים יכולים לשנות את מיקומם בתחום החיובי, כל עוד החיובים יפוצו.
המודל המוצע על ידי תומסון ידוע בכינויו דפוס פודינג צימוקים: מסת הפודינג תהיה הכדור החיובי שמרכז את המסה, והאלקטרונים המופצים בתוכו יהיו צימוקים של העוגה.
המודל האטומי של תומסון הסביר היווצרות יונים באמצעות אובדן או רווח של גופות או אלקטרונים שליליים אלה שהוטבעו בתחום המטען החיובי. בנוסף, תומסון בנה מודלים אטומיים של ששת היסודות הראשונים של טבלה מחזורית.
המודל האטומי של תומסון הציג כמה בעיות מכיוון שהוא לא יכול היה להסביר כמה מהתצפיות שבוצעו עד אז.
ה בעיות עיקריות היו הבאים:
- המודל האטומי של תומסון התבסס על הרעיון של חלקיק אטומי שהפיץ את המטען החיובי בצורה הומוגנית, אך קיומה לא הוכח.
- הוא גם לא יכול היה להסביר את כל אלה מאפיינים תקופתיים של היסודות, שתוארו עד אז.
- מעל לכל, המודל האטומי של תומסון, לא יכולתי להסביר את התוצאות שהושג על ידי רתרפורד, בניסוי בו הפציץ נייר זהב משובח עם חלקיקי אלפא (קטיוני הליום). על פי מודל תומסון, חלקיקי האלפא היו צריכים לעבור דרך הסדין מבלי לסטות. במקום זאת, מה שציין רתרפורד היה שאחד מכל 10,000 חלקיקים סבל מסטייה כלשהי במסלולו.
בעוד כמה שנים, מודל זה הושלך לטובת המודל האטומי של רתרפורד, לפיו, האלקטרונים הסתובבו במסלולים סביב גרעין שריכז את כל המטען החיובי של האטום.
אם אתה רוצה לקרוא מאמרים נוספים הדומים ל- המודל האטומי של תומסון: מאפיינים וסיכוםאנו ממליצים לך להיכנס לקטגוריה שלנו האטום.
