Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 9)

Cấu trúc nguyên tử của Rutherford

Lưỡng tính sóng-hạt chứng minh rằng thuyết lượng tử không những áp dụng được cho ánh sáng, mà còn cho các nguyên tử và các hạt dưới nguyên tử. Vậy nhận thức của chúng ta về những hạt này đã phát triển như thế nào? Sau khi khám phá electron, J.J. Thomson đã đề xuất một mô hình đơn giản của nguyên tử với các electron tích điện âm nhấn chìm trong một không gian tích điện dương, giống như những hạt nhân nho trong bánh bông lan.

Tuy nhiên, vào năm 1908, Ernest Rutherford, Hans Geiger và Ernest Marsden phát hiện một câu chuyện phức tạp hơn. Trong một thí nghiệm nổi tiếng, họ bắn các hạt alpha phóng xạ qua một lá vàng mỏng về phía một màn hình huỳnh quang sẽ sáng lên khi có một hạt đập vào. Phần lớn các hạt alpha đi thẳng qua lá vàng, nhưng một số hạt có đường đi của chúng bị lệch chút ít, và những hạt khác thì bị dội ngược lại. Hành trạng như thế là không thể giải thích được trong mô hình “bánh bông lan rắc nho”, vì thế đội Rutherford nhận thấy phần lớn vật chất trong nguyên tử bị nén vào một hạt nhân nhỏ xíu ở giữa, ngày nay hạt nhân này được biết là gồm những hạt còn nhỏ hơn nữa gọi là proton và neutron.

Cấu trúc nguyên tử của Rutherford

Cấu trúc nguyên tử của Bohr

Mẫu nguyên tử được đề xuất bởi thí nghiệm lá vàng của Rutherford vốn dĩ không bền. Trong mô hình của ông, các electron sẽ mất năng lượng, chuyển động xoắn ốc vào trong và va chạm với hạt nhân tích điện dương, làm phát ra ánh sáng trên toàn phổ bước sóng liên tục khi chúng hành xử như thế. Nhưng, trong thực tế, các nguyên tử vẫn bền vững và ánh sáng mà các electron phát ra chỉ theo những lượng tử rời rạc.

Chính nhà vật lí Đan Mạch Niels Bohr là người bắt đầu nhận thức ra vấn đề này bằng cách áp dụng thuyết lượng tử mới ra đời cho nó. Ông mô tả các electron chỉ chuyển động tròn trong những quỹ đạo bền, mỗi quỹ đạo có một mức năng lượng riêng. Để một electron nhảy sang một quỹ đạo thấp hơn, nó phải từ bỏ một phần năng lượng, giải phóng một photon có năng lượng bằng với hiệu năng lượng giữa hai quỹ đạo. Tương tự như vậy, để nhảy lên một quỹ đạo cao hơn, mỗi electron phải hấp thụ một photon có năng lượng vừa đủ. Đây là lí thuyết cơ bản làm nền tảng khoa học của máy quang phổ, và hiệu giữa các mức năng lượng được cho bởi một phương trình được gọi là liên hệ Planck.

Cấu trúc nguyên tử của Bohr

Vật lí Lượng tử Tốc hành | Gemma Lavender
<< 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
Tạo bảng điểm online

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Lỗ đen thật ra có thể là lỗ sâu đục đang va chạm
14/07/2018
Khi hai lỗ sâu đục va chạm nhau, chúng tạo ra những gợn lăn tăn trong không-thời gian lan tỏa ra mọi phía. Theo một nghiên cứu
Phải chăng các nhà thiên văn đã tìm thấy khối lượng mất tích của vũ trụ?
10/07/2018
Vào thập niên 1960, các nhà thiên văn bắt đầu để ý thấy Vũ trụ dường như thiếu mất một phần khối lượng. Giữa các quan
Vì sao một số vết nứt đẩy nhau ra?
22/06/2018
Một nghiên cứu lí thuyết về sự lan truyền vết nứt đem lại một lời giải thích cho sự đẩy nhau mà người ta quan sát thấy
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 14)
22/06/2018
Các số lượng tử Số lượng tử chính mô tả mức năng lượng của các lớp vỏ electron không phải là cách duy nhất để chúng
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 13)
21/06/2018
Cấu trúc nguyên tử Mô hình nguyên tử mà Bohr và Rutherford mô tả là khá đơn giản, với một hạt nhân nguyên tử tại trung tâm,
Các va chạm hạt bên trong LHC trông như thế nào?
20/06/2018
Nếu hai proton va chạm ở tốc độ bằng 99,9999991% tốc độ ánh sáng thì chúng có tạo ra âm thanh hay không? Máy Va chạm Hadron
Những bài học thiên văn ngắn (Phần 3)
18/06/2018
Trái Đất quay tròn xung quanh Mặt Trời theo một vòng trònMô hình nhật tâm sơ khai Là nhà thiên văn học và nhà toán học xứ
Những bài học thiên văn ngắn (Phần 2)
18/06/2018
Rõ ràng Trái Đất không chuyển độngMô hình địa tâm Là một trong những nhà triết học có sức ảnh hưởng nhất ở phương

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

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