I тарау. Атом туралы квантты тсініктер

Атомны рылысы. Д.Д.Томсон жне Э.Резерфорд моделі

XIX асырды аяына дейін атом затты блінбейтін згермейтін блшегі деп саналып келді. XIX асырды аяы мен ХХ- асырды бас кезіндегі ылыми жаалытар (радиоактивтік былыс жне рентген сулелеріні ашылуы, электронны табылуы т.б.) негізінен атомны крделі блшек екендігін сипаттады. Сонымен атом рамында электронны болатындыы белгілі болды. Электронны массасы me = 9.1·10-31кг, ал заряды e = 1.6·10-19Кл, болатын теріс зарядты элементар блшек. Біра алыпты жадайда атом заряды білінбейді, сондытан да атом бейтарап блшек, оны о зарядты блшектеріні шамасы электрондарды зарядына те болуа тиіс, сонда ана атом бейтарап бола алады.

ХХ асырды бас кезінде атомны крделі блшек екендігі аныталды, олай болса атомны о жне теріс зарядты блшектері болады. Осы о зарядты иеленуші андай блшек жне электронны озалысыны себебі неден, оларды орналасуы алай болатындыы,жне атомны рылысы андай екендігі белгісіз болды.

ХХ асырды бас кезінде осы атомны рылысы жнінде біратар кзарастар (пікірлер) айтылып, атомны екі моделі сынылды:

1) Аылшынны физигі Д.Д.Томсонны (1903 ж.) болжауы бойынша, атом дегеніміз о жне теріс электронмен біралыпты зарядталан сфера, теріс зарядты электрондар осы сфераны ішкі жаына орналасан. Сфера ішіндегі барлы электрондарды зарядыны млшері, оны о зарядына те, сондытан атом бейтарап. Электрон озаланда оан квазисерпімді кш

(1.1.1)

сер етіп, ол гармониялы тербеліске келеді. Атомны бл моделіне сйеніп, тербелген атомдарды жары шыаруын тсіндіруге болады, біра атом спектрінде болатын задылытарды жне баса былыстарды тсіндіруге келмейді. Томсон моделі бойынша атом ішіндегі о жне теріс зарядтар туралы айтылан пікір тжірибеге негізделмеген, сондытан да бл модель стсіз болды. Томсон сынысы бойынша о-теріс блшектер электр кші арылы байланысып трады.

Д.Д.Томсон моделіні негізгі кемшілігі атомдаы, о жне теріс зарядтарды араласып жатуында. Томсон моделін тамшылы модель дейміз (1.1-сурет).

Осы біралыпты зарядталан сфера ішінде заряд тыыздыы:

 

(1.1.2)

 

ріс кернеулігі мына формуламен аныталады:

 

0 rR (1.1.3)

 

мндаы е - сфера заряды, R - сфера радиусы немесе атом радиусы.+

Тепе-тедік алыптан r ашытытаы электрона сер ететін кш:

(1.1.4)

 

(1) мен (4) тедікті теестірсек

 

Сурет

(1.1.5)

 

сонда атом радусы

 

(1.1.6)

 

осы формуладаы 0 орнына сутегі атомыны сызыты жиілігін (=31015Гц) ойып, атом радиусын тапса, болып шыады.

 

2) Екінші модель-Э.Резерфордты планетарлы моделі.

Радиоактивтік былыс ашыланнан (1896 ж.) кейін атом рылысыны крделі екендігі аныталды.

1906 жылы Э.Резерфорд атом рылысын зерттеу шін іргелі тжірибелер жасап, ол - блшегімен азот атомын атылау нтижесінде, ауыр -блшегіні шашырайтындыын байады. Тжірибелер нтижесінде -блшектеріні кпшілігі заттан ткенде зіні бастапы баытын сатап, алатындыы, ал аздаан блігі баытын згертіп бастапы алпынан те лкен шамаа дейін ауытитындыын анытады. Резерфордпен оны шкірттері Гейгер жне Марсден -блшегіні іздерін фотопластинкаа тсіріп, ауыту брыштарын анытады. Ол шін синтилляциялы дісті олданды. Осы діс бойынша металл фалгадан шашырап, бастапы баытынан ауытыан -блшегіні саны, трт дрежеленген шашырау брышыны жартысыны синусына кері пропорционал болатындыын анытады, яни

~ (1.1.7)

Осыларды орыта келіп Резерфорд мынадай орытындыа келді:

1) тскен альфа блшектеріні саны, шашыраан альфа блшегінен кп лкен болады;

2) кейбір альфа блшегі те лкен брыша шашырайды жне кері арай шашырайтын блшектерде кездеседі;

3) шашырау брышы артанда шашыраан блшектер саны кемиді.