4.13: Атомна модель сливового пудингу

Last updated
Save as PDF

Page ID: 19049

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

З чого складається ця модель літака?

Мільйони дітей протягом багатьох років користуються побудовою моделей - ця модель літака є одним із прикладів типів моделей, які можна сконструювати. Можливо, шістдесят років тому моделі виготовлялися з дерева бальзи, дуже легкого матеріалу. Деталі будуть вирізані вручну, ретельно склеєні між собою, а потім обтягнуті папером або іншою тканиною. Розробка пластмас зробила конструкцію модельного літака значно спростила багато в чому. І кінцевий продукт є більш міцним і стійким до пошкоджень.

Модель служить корисній меті - дає нам уявлення про те, що таке справжня річ. Модель літака, яку видно вище, має крила, хвіст і двигун, як і справжня річ. Ця модель також має пропелер, як у випадку з більшістю невеликих літаків та деяких менших пасажирських літаків. Однак модель - це не справжня річ. Ми, звичайно, не можемо літати людей або вантажів у моделі (крім того, можливо, крихітна миша), але ми можемо отримати деяке уявлення про те, як виглядає справжній літак і як він працює.

Наука використовує багато моделей для пояснення ідей. Ми моделюємо електрон як дуже маленьку частинку з негативним зарядом. Це дає нам картину, але дуже неповну. Ця картина відмінно працює для більшості хіміків, але є неадекватною для фізика. Моделі дають нам початок до розуміння структур та процесів, але, безумовно, не є повним відображенням сутності, яку ми досліджуємо.

Атомні моделі

Електрон був відкритий Джей Джей Томсоном в 1897 році. Існування протонів також було відомо, як і той факт, що атоми були нейтральними. Оскільки неушкоджений атом не мав чистого заряду, а електрон і протон мали протилежні заряди, наступним кроком після відкриття субатомних частинок було з'ясувати, як ці частинки були розташовані в атомі. Це складне завдання через неймовірно малих розмірів атома. Тому вчені поставили собі за мету розробити модель того, як, на їхню думку, може виглядати атом. Мета кожної атомної моделі полягала в тому, щоб максимально точно представити всі експериментальні докази про атоми.

Після відкриття електрона Джей Томсон розробив те, що стало відомим як модель "сливового пудингу" в 1904 році. Сливовий пудинг - англійський десерт, схожий на чорничний кекс. У моделі атома сливового пудингу Томсона електрони були вбудовані в рівномірну сферу позитивного заряду, як чорниця, встромлена в кекс. Позитивна справа вважалася желеподібною, або схожою на густий суп. Електрони вважалися дещо рухливими. Коли вони наблизилися до зовнішньої частини атома, позитивний заряд в області був більшим, ніж сусідні негативні заряди, і електрон відтягувався б назад до центральної області атома.

Малюнок\(\PageIndex{1}\): Модель «сливового пудингу» (Кредит: Користувач: Fastfission/Wikimedia Commons; Джерело: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Plum_pudding_atom.svg(opens у новому вікні); Ліцензія: Громадське надбання)

Однак ця модель атома незабаром поступилася місцем новій моделі, розробленої новозеландцем Ернестом Резерфордом (1871-1937) приблизно через п'ять років. Томсон все ще отримав багато почестей за своє життя, в тому числі був удостоєний Нобелівської премії з фізики в 1906 році і лицарство в 1908 році.

Резюме

Модель дає уявлення про те, як щось виглядає, але це не справжня річ.
Модель атома «сливового пудингу» складалася з однорідної сфери позитивного заряду з негативними електронами, вбудованими в сферу.

Рецензія

Що таке модель?
Чому моделі корисні в науці?
У моделі Томсона атома, де були електрони?
У чому полягав позитивний заряд в цій моделі?
Що утримувало електрони в атомі?
Чия модель прийшла на зміну Томсону?
Які нагороди отримав Томсон?