Українські реферати:
 
Бесплатные рефераты
 

 

 

 

 

 

     
 
Резерфорд
     

 

Фізика
Досвід Резерфорда.

Резерфорд Ернст (1871-1937), англійський фізик, один з творців вчення про радіоактивність і будову атома, засновник наукової школи, іноземний член-кореспондент РАН (1922) і почесний член АН СРСР (1925). Директор Кавендішської лабораторії (з 1919). Відкрив (1899) альфа-і бета-промені і встановив їх природу. Створив (1903, разом з Ф. Содді) теорію радіоактивності. Запропонував (1911) планетарну модель атома. Здійснив (1919) першу штучну ядерну реакцію. Пророчив (1921) існування нейтрона. Нобелівська премія (1908).

Дослід Резерфорда (1906 р.) з розсіювання швидких заряджених частинок при проходженні через тонкі шари речовини дозволили досліджувати внутрішню структуру атомів. У цих дослідах для зондування атомів використовувалися? - Частка - повністю іонізовані атоми гелію, - що виникають при радіоактивному розпаді радію і деяких інших елементів. Цими частками Резерфорд бомбардував атоми важких металів.
Резерфорду було відомо, що атоми складаються з легких негативно заряджених частинок - електронів і важкої позитивно зарядженої частинки. Основна мета дослідів - з'ясувати, як розподілений позитивний заряд всередині атома. Розсіювання? - Частинок (тобто зміна напрямку руху) може викликати тільки позитивно заряджена частина атома.
Досліди показали, що деяка частина? - Частинок розсіюється на великі кути, близькі до 180 °, тобто відкидається назад. Це можливо тільки в тому випадку, якщо позитивний заряд атома зосереджений у дуже малій центральній частині атома - атомному ядрі. У ядрі зосереджена також майже вся маса атома.
Виявилося, що ядра різних атомів мають діаметри порядку 10-14 - 10-15 см, у той час як розмір самого атома? 10-8 см, тобто в 104 - 105 разів перевищує розмір ядра.
Таким чином, атом виявився «порожнім».
На підставі дослідів з розсіювання? - Частинок на ядрах атомів Резерфорд прийшов до планетарної моделі атома. Згідно з цією моделлю атом складається з невеликого позитивно зарядженого ядра і які обертаються навколо нього електронів.
З точки зору класичної фізики такий атом повинен бути нестійкий, тому що електрони рухаються по орбітах з прискоренням, повинні безупинно випромінювати електромагнітну енергію.
Подальший розвиток уявлень про будову атомів було зроблено Н. Бором (1913 р.) на основі квантових уявлень.

Лабораторна робота.

Даний досвід можливо провести за допомогою спеціального приладу, креслення якого зображено на малюнку 1. Цей прилад являє собою свинцеву коробочку з повним вакуумом всередині її і мікроскопом.

       Розсіювання (зміна напрямку руху)? - Часток може викликати тільки позитивно заряджена частина атома. Таким чином, з розсіювання? - Частинок можна визначити характер розподілу позитивного заряду і маси всередині атома. Схема дослідів Резерфорда показана на малюнку 1. Випускається радіоактивним препаратом пучок? - Частинок виділявся діафрагмою і після цього падав на тонку фольгу з досліджуваного матеріалу (в даному випадку це золото). Після розсіювання? - Частки потрапляли на екран, покритий сірчистим цинком. Зіткнення кожної частки з екраном супроводжувалося спалахом світла (сцинтиляції), яку можна було спостерігати в мікроскоп.
При гарному вакуумі всередині приладу під час відсутності фольги на екрані виникала смужка світла, що складається з сцинтиляції, викликаних тонким пучком? - Частинок. Але коли на шляху пучка містилася фольга,? - Частки через розсіяння розподілялися на більшій площі екрану.

У нашому досвіді потрібно дослідити? - Частку, яка спрямована на ядро золота при складанні кута 180 ° (рис. 2) і простежити за реакцією? - Частки, тобто на яке мінімальна відстань? - Частка наблизиться до ядра золота (рис. 3).
Рис. 2

 Рис.3

Дано:
V0 = 1,6 * 107 м/с - початкова швидкість
d = 10-13
= 180 °
rmin =?

Вопрс:
Яка мінімальна відстань між rmin? - Часткою і ядром вдасться реалізувати в даному експерименті? (Рис. 4)
 Рис.4

Рішення:
У нашому експерименті? - Частка представлена як атом
mнейтркг

Z = 2 - протонів

N = Au - Z = 4 - 2 = 2 нейтрона

mp = кг

 Z = 79 - число протонів
N = Au - Z = 196 - 79 = 117 (нейтронів)

кг

кг



  

  Кл2/H? М2 - електрична постійна


 m2 = 6,6? 10-27кг
ZHe? 2? - Заряд ядра (He) ZAu? - Заряд ядра (Au)
 - Заряд?-Частинки дорівнює 2 елементарним.


Відповідь: rmin = 4,3 · 10-14 м

Висновок: При цьому досвіді вдалося з'ясувати, що a-частинки змогла наблизиться до ядра атома на мінімальну відстань, яка склала rmin = 4,3 · 10-14 м і повернеться назад, по тій же траєкторії по якій вона починала рух.
Коли цей же досвід Резерфорд зробив у першому, при такому розташуванні a-частинки по відношенню до кута що становить 180 ° він здивовано сказав: «Це майже так само неймовірно, як якби ви вистрілили 15-дюймовим снарядом у шматок тонкого паперу, а снаряд повернувся б до вас і завдав вам удар ».
 І правда, це не можливо, справа в тому, що проводячи цей досвід на менших кутах, то а - частка обов'язково відскочить в бік, подібно до того як камінчик кілька десятків грамів при зіткненні з автомобілем не в змозі помітно змінити його швидкість (рис. 5). Тому що їх маса приблизно в 8000 разів більше маси електрона, а позитивний заряд дорівнює по модулю подвоєному заряду електрона. Це не що інше, як повністю іонізовані атоми гелію. Швидкість? - Частинок дуже велика: вона становить 1/15 швидкості світла. Отже, електрони внаслідок своєї малої маси не можуть помітно змінити траєкторію? - Частки.

 Рис. 5





1



     
 
     
Реферат Банк
 
Рефераты
 
Бесплатные рефераты
 

 

 

 

 

 

 

 
 
 
  Все права защищены. Українські реферати для кожного учня !