Hóa Lí căn bản - Phần 7

MẪU NGUYÊN TỬ RUTHERFORD – NGUYÊN TỬ CÓ HẠT NHÂN

Biết rằng nguyên tử chứa các electron và một ion dương, Rutherford tiếp tục tiến hành các thí nghiệm để biết những hạt này nằm ở đâu và bố trí như thế nào bên trong nguyên tử. Năm 1909, Rutherford và Marsden đã thực hiện Thí nghiệm Tán xạ Hạt Alpha lịch sử của họ, sử dụng thiết bị minh họa trên Hình 1.6. Họ hướng một chùm hạt alpha năng lượng rất cao phát ra từ một nguồn phóng xạ vào một lá vàng mỏng với một màn tròn huỳnh quang kẽm sulphide bố trí xung quanh nó. Hễ một hạt alpha đi tới màn hứng, thì một lóe sáng nhỏ xíu được tạo ra tại điểm đó.

Thí nghiệm tán xạ hạt alpha của Rutherford và Marsden

Hình 1.6 Thí nghiệm tán xạ hạt alpha của Rutherford và Marsden

Rutherford và Marsden để ý thấy phần lớn hạt alpha đi thẳng qua lá vàng và từ đó tạo ra một lóe sáng trên màn hứng phía sau nó. Điều này cho thấy các nguyên tử vàng có cấu trúc với nhiều khoảng trống. Trước sự bất ngờ lớn của họ, các lóe sáng nhỏ xíu cũng được nhìn thấy ở những phần khác của màn hứng, đôi khi ở phía trước lá vàng. Điều này cho thấy các nguyên tử vàng làm lệch hướng, hay “tán xạ” các hạt alpha với góc tán xạ lớn tới mức một số hạt này bị bật trở lại phía nguồn. Dựa trên những quan sát này, Rutherford đề xuất một mẫu nguyên tử mang tên ông. Mẫu này còn được gọi là mẫu Nguyên tử có hạt nhân. Theo đó thì:

(1)    Nguyên tử có một lõi trung tâm nhỏ xíu, đậm đặc hay hạt nhân trên thực tế chứa toàn bộ khối lượng của nguyên tử, để lại phần còn lại của nguyên tử hầu như trống không. Đường kính của hạt nhân vào khoảng 10-13 cm so với đường kính của nguyên tử là 10-8 cm. Nếu hạt nhân có kích cỡ bằng sân bóng đá, thì toàn bộ nguyên tử sẽ có đường kính chừng năm dặm. Chính không gian trống rỗng này xung quanh hạt nhân đã cho phép các hạt alpha đi qua nguyên tử mà không bị lệch hướng.

(2)    Toàn bộ điện tích dương của nguyên tử nằm ở hạt nhân, còn các electron phân bố trong không gian trống xung quanh nó. Do sự có mặt của điện tích dương trên hạt nhân mà hạt alpha (He2+) bị nó đẩy ra và tán xạ theo mọi hướng.

(3)    Các electron chuyển động trong các quỹ đạo tròn khép kín xung quanh hạt nhân giống như các hành tinh xung quanh mặt trời.

Cách nguyên tử có hạt nhân làm tán xạ hạt alpha

Hình 1.7 Cách nguyên tử có hạt nhân làm tán xạ hạt alpha

Mẫu nguyên tử Rutherford

Hình 1.8 Mẫu nguyên tử Rutherford; các electron quay xung quanh hạt nhân

Nhược điểm của Mẫu nguyên tử Rutherford

Hình 1.9 Electron quay tròn sẽ phát ra năng lượng và chuyển động xoắn ốc vào trong hạt nhân

Nhược điểm của Mẫu nguyên tử Rutherford

Giả thuyết các electron quay xung quanh hạt nhân là không may mắn. Theo lí thuyết điện từ cổ điển, nếu một hạt mang điện chuyển động có gia tốc xung quanh một hạt mang điện dương, thì hạt đó sẽ phát ra năng lượng. Nếu một electron phát ra năng lượng, thì tốc độ của nó sẽ giảm và nó sẽ đi vào chuyển động xoắn ốc, cuối cùng thì rơi vào hạt nhân. Điều này không hề xảy ra bởi nếu không thì các nguyên tử không bền vững được. Đây là yếu điểm chính của Mẫu nguyên tử Rutherford.

Hóa Lí Căn Bản - Arun Bahl, B.S. Bahl, G.D. Tuli
Bản dịch của TVVL
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Downlaod video thí nghiệm

Các bài khác


Photon là gì?
25/07/2021
Là hạt sơ cấp của ánh sáng, photon vừa bình dị vừa mang đầy những bất ngờ. Cái các nhà vật lí gọi là photon, thì những
Lược sử âm thanh
28/02/2021
Sóng âm: 13,7 tỉ năm trước Âm thanh có nguồn gốc từ rất xa xưa, chẳng bao lâu sau Vụ Nổ Lớn tĩnh lặng đến chán ngắt.
Đồng hồ nước Ktesibios
03/01/2021
Khoảng năm 250 tCN. “Đồng hồ nước Ktesibios quan trọng vì nó đã làm thay đổi mãi mãi sự hiểu biết của chúng ta về một
Tic-tac-toe
05/12/2020
Khoảng 1300 tCN   Các nhà khảo cổ có thể truy nguyên nguồn gốc của “trò chơi ba điểm một hàng” đến khoảng năm 1300
Sao neutron to bao nhiêu?
18/09/2020
Các nhà thiên văn vật lí đang kết hợp nhiều phương pháp để làm hé lộ các bí mật của một số vật thể lạ lùng nhất
Giải chi tiết mã đề 219 môn Vật Lý đề thi TN THPT 2020 (đợt 2)
04/09/2020
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 96)
04/09/2020
Khám phá Hải Vương tinh 1846 John Couch Adams (1819–1892), Urbain Jean Joseph Le Verrier (1811–1877), Johann Gottfried Galle (1812–1910) “Bài
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 95)
04/09/2020
Các định luật Kirchhoff về mạch điện 1845 Gustav Robert Kirchhoff (1824–1887) Khi vợ của Gustav Kirchhoff, Clara, qua đời, nhà vật

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

Đọc nhiều trong tháng



Bài viết chuyên đề

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com