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
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Thời gian là gì? (Phần 1)
15/11/2018
Trong phần này chúng ta tìm hiểu thời gian thuộc về cái bản chất (chưa biết) Chúng ta đã thấy những khái niệm cơ bản như
Lược sử các phương pháp đo thời gian (Phần 1)
15/11/2018
Bài của Helen Margollis đăng trên tạp chí Physics World, tháng 11/2018 Vào ngày 1 tháng Mười Một năm 2018, khi bài báo này được
Giải phẫu bóng đèn LED
14/11/2018
Ngay cả bóng đèn phổ biến cũng biểu hiện các bí ẩn khi chúng ta nhìn vào bên trong. Không giống các bóng đèn nóng sáng truyền
Tạm biệt Kepler, thiết bị săn hành tinh thành công nhất
14/11/2018
Bài của Daniel Cossins trên tạp chí New Scientist ngày 10/11/2018 Đã lâu rồi Kepler nhỉ, và cảm ơn vì mọi thế giới ngoại hành
21 bài học cho thế kỉ 21: Việc làm
14/11/2018
VIỆC LÀM Khi bạn trưởng thành, có thể bạn sẽ thất nghiệp Chúng ta chẳng biết thị trường lao động sẽ như thế nào vào
Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 11)
09/11/2018
Đầu năm 1982, tôi có viết một bài báo đề xuất rằng những khác biệt này phát sinh từ những thăng giáng lượng tử trong
Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 10)
09/11/2018
Thế nhưng nhiều nhà khoa học không hài lòng với việc vũ trụ có một khởi đầu, bởi dường như nó ẩn ý rằng vật lí học
Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 9)
09/11/2018
Chương 2 Vũ trụ đã ra đời như thế nào? Hamlet từng nói, “Tôi có thể bị mắc kẹt trong một vỏ hạt, và tôi tự xem mình

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