Atom tuzilishi sohasidagi kashfiyotlar fizika taraqqiyotida muhim qadam boʻldi. Ruterford modeli katta ahamiyatga ega edi. Atom tizim sifatida va uni tashkil etuvchi zarralar aniqroq va batafsil o‘rganildi. Bu yadro fizikasi kabi fanning muvaffaqiyatli rivojlanishiga olib keldi.
Materiyaning tuzilishi haqidagi qadimgi g'oyalar
Atrofdagi jismlar eng kichik zarrachalardan tashkil topgan degan taxmin qadimgi davrlarda qilingan. O'sha davr mutafakkirlari atomni har qanday moddaning eng kichik va bo'linmas zarrasi sifatida ifodalaganlar. Ular koinotda atomdan kichikroq narsa yo'qligini ta'kidladilar. Bunday qarashlarni qadimgi Yunonistonning buyuk olimlari va faylasuflari - Demokrit, Lukretsiy, Epikur egallagan. Bu mutafakkirlarning farazlari bugungi kunda "qadimiy atomizm" nomi ostida birlashtirilgan.
O'rta asr tomoshalari
Qadimgi davrlar oʻtib ketdi, oʻrta asrlarda moddalarning tuzilishi haqida turli taxminlar bildirgan olimlar ham boʻlgan. Biroq, buning ildizida diniy falsafiy qarashlarning ustunligi va tarixning o'sha davridagi cherkovning kuchi yotadi.inson ongining materialistik ilmiy xulosalar va kashfiyotlarga bo'lgan har qanday urinishlari va intilishlarini bostirdi. Ma'lumki, o'rta asr inkvizitsiyasi o'sha davrning ilm-fan olami vakillari bilan o'zini juda yomon tutgan. Aytish kerakki, o'sha paytdagi yorug' onglarda atomning bo'linmasligi haqidagi g'oya antik davrdan kelib chiqqan.
18-19-asr tadqiqotlari
18-asr materiyaning elementar tuzilishi sohasidagi jiddiy kashfiyotlar bilan ajralib turdi. Antuan Lavuazye, Mixail Lomonosov va Jon D alton kabi olimlarning sa'y-harakatlari tufayli. Ular bir-biridan mustaqil ravishda atomlarning haqiqatda mavjudligini isbotlay oldilar. Ammo ularning ichki tuzilishi masalasi ochiq qoldi. 18-asrning oxiri D. I. Mendeleyev tomonidan kimyoviy elementlarning davriy sistemasini kashf etish kabi fan olamida muhim voqea boʻldi. Bu o'sha davrning chinakam kuchli yutug'i bo'lib, barcha atomlarning yagona tabiatga ega ekanligini, ular bir-biri bilan bog'liqligini tushunish pardasini ko'tardi. Keyinchalik, 19-asrda atomning tuzilishini ochish yo'lidagi yana bir muhim qadam ularning har qandayida elektron mavjudligini isbotlash edi. Bu davr olimlarining ishlari 20-asr kashfiyotlari uchun qulay zamin tayyorladi.
Tomson tajribalari
Ingliz fizigi Jon Tomson 1897 yilda atomlarda manfiy zaryadli elektronlar borligini isbotladi. Bu bosqichda atom har qanday moddaning bo'linish chegarasi degan noto'g'ri g'oyalar nihoyat yo'q qilindi. QanaqasigaTomson elektronlar mavjudligini isbotlay oldi? Olim o'z tajribalarida elektrodlarni juda kam uchraydigan gazlarga joylashtirdi va elektr tokini o'tkazdi. Natijada katod nurlari paydo bo'ldi. Tomson ularning xususiyatlarini diqqat bilan o'rganib chiqdi va ular katta tezlikda harakatlanadigan zaryadlangan zarralar oqimi ekanligini aniqladi. Olim bu zarrachalarning massasini va ularning zaryadini hisoblay oldi. Shuningdek, u ularni neytral zarralarga aylantira olmasligini aniqladi, chunki ularning tabiatining asosi elektr zaryadidir. Elektronlar shunday kashf etilgan. Tomson atom tuzilishining dunyodagi birinchi modelini ham yaratgan. Unga ko'ra, atom musbat zaryadlangan moddalar to'plami bo'lib, ularda manfiy zaryadlangan elektronlar bir tekis taqsimlanadi. Bu struktura atomlarning umumiy neytralligini tushuntiradi, chunki qarama-qarshi zaryadlar bir-birini muvozanatlashtiradi. Jon Tomsonning tajribalari atom tuzilishini keyingi o'rganish uchun bebaho ahamiyatga ega bo'ldi. Biroq koʻplab savollar javobsiz qoldi.
Ruterford tadqiqoti
Tomson elektronlar mavjudligini kashf qildi, ammo atomda musbat zaryadlangan zarralarni topa olmadi. Ernest Ruterford 1911 yilda bu tushunmovchilikni tuzatdi. Tajribalar paytida, gazlardagi alfa zarrachalarining faolligini o'rganib, u atomda musbat zaryadlangan zarralar mavjudligini aniqladi. Rezerford nurlar gazdan yoki yupqa metall plastinkadan o'tganda oz sonli zarrachalar harakat traektoriyasidan keskin og'ishini ko'rdi. Ular tom ma'noda orqaga tashlandi. Olim buni taxmin qildibu xatti-harakat musbat zaryadlangan zarralar bilan to'qnashuv bilan izohlanadi. Bunday tajribalar fizikga atom tuzilishining Rezerford modelini yaratishga imkon berdi.
Sayyor modeli
Endi olimning g'oyalari Jon Tomson tomonidan ilgari surilgan taxminlardan biroz farq qilardi. Ularning atom modellari ham boshqacha bo'ldi. Ruterford tajribasi unga bu sohada mutlaqo yangi nazariyani yaratishga imkon berdi. Olimning kashfiyotlari fizikaning keyingi rivojlanishi uchun hal qiluvchi ahamiyatga ega edi. Rezerford modeli atomni markazda joylashgan yadro va uning atrofida harakatlanuvchi elektronlar sifatida tasvirlaydi. Yadro musbat zaryadga, elektronlar esa manfiy zaryadga ega. Rezerfordning atom modeli elektronlarning yadro atrofida ma'lum traektoriyalar - orbitalar bo'ylab aylanishini nazarda tutgan. Olimning kashfiyoti alfa zarrachalarining og'ish sabablarini tushuntirishga yordam berdi va atomning yadroviy nazariyasini rivojlantirishga turtki bo'ldi. Rezerfordning atom modelida Quyosh tizimidagi sayyoralarning quyosh atrofidagi harakati bilan o'xshashlik mavjud. Bu juda aniq va yorqin taqqoslash. Shuning uchun atom yadro atrofida orbita bo'ylab harakatlanadigan Rezerford modeli sayyoralar deb ataldi.
Nils Bor asarlari
Ikki yil o'tgach, daniyalik fizigi Nils Bor atomning tuzilishi haqidagi g'oyalarni yorug'lik oqimining kvant xususiyatlari bilan birlashtirishga harakat qildi. Rezerfordning atomning yadro modeli olim tomonidan o'zining yangi nazariyasiga asos qilib olingan. Borning fikricha, atomlar yadro atrofida aylana orbitalarida aylanadi. Harakatning bunday traektoriyasi tezlashuvga olib keladielektronlar. Bundan tashqari, bu zarralarning atom markazi bilan Kulon o'zaro ta'siri elektronlar harakatidan kelib chiqadigan fazoviy elektromagnit maydonni saqlab qolish uchun energiyani yaratish va iste'mol qilish bilan birga keladi. Bunday sharoitda manfiy zaryadlangan zarralar bir kun kelib yadroga tushishi kerak. Ammo bu sodir bo'lmaydi, bu atomlarning tizim sifatida barqarorligini ko'rsatadi. Nils Bor Maksvell tenglamalarida tasvirlangan klassik termodinamika qonunlari atom ichidagi sharoitda ishlamasligini tushundi. Shuning uchun olim o'z oldiga elementar zarralar olamida amal qiladigan yangi naqshlarni olish vazifasini qo'ydi.
Bohr postulatlari
Koʻp jihatdan Rezerford modeli mavjudligi, atom va uning tarkibiy qismlari yaxshi oʻrganilganligi tufayli Niels Bor oʻz postulatlarini yaratishga yaqinlasha oldi. Ulardan birinchisi atom statsionar holatlarga ega bo'lib, u o'z energiyasini o'zgartirmaydi, elektronlar esa traektoriyasini o'zgartirmasdan orbitalarda harakat qiladi. Ikkinchi postulatga ko'ra, elektron bir orbitadan ikkinchi orbitaga o'tganda energiya chiqariladi yoki yutiladi. Bu atomning oldingi va keyingi holatlari energiyalari orasidagi farqga teng. Bunday holda, agar elektron yadroga yaqinroq orbitaga sakrab chiqsa, u holda energiya (foton) chiqariladi va aksincha. Elektronlarning harakati qat'iy aylana bo'ylab joylashgan orbital traektoriyaga unchalik o'xshamasligiga qaramay, Borning kashfiyoti boshqariladigan chiziqning mavjudligini juda yaxshi tushuntirib berdi.vodorod atomining spektri. Taxminan bir vaqtning o'zida Germaniyada yashagan fiziklar Gerts va Frank Niels Borning atomning statsionar, barqaror holatlari mavjudligi va atom energiyasi qiymatlarini o'zgartirish imkoniyati haqidagi ta'limotini tasdiqladilar.
Ikki olimning hamkorligi
Aytgancha, Rezerford uzoq vaqt davomida yadro zaryadini aniqlay olmadi. Olimlar Marsden va Geyger Ernest Rezerfordning gaplarini qaytadan tekshirishga harakat qilishdi va batafsil va puxta tajriba va hisob-kitoblar natijasida atomning eng muhim xususiyati yadro va uning barcha zaryadi degan xulosaga kelishdi. unda jamlangan. Keyinchalik yadro zaryadining qiymati D. I. Mendeleyev elementlar davriy sistemasidagi elementning tartib raqamiga son jihatdan teng ekanligi isbotlandi. Qizig'i shundaki, Nils Bor tez orada Ruterford bilan uchrashdi va uning fikrlariga to'liq qo'shildi. Keyinchalik olimlar bir laboratoriyada uzoq vaqt birga ishladilar. Rezerford modeli, atom elementar zaryadlangan zarralardan tashkil topgan tizim sifatida - bularning barchasi Niels Bor adolatli deb hisobladi va o'zining elektron modelini abadiy chetga surib qo'ydi. Olimlarning birgalikdagi ilmiy faoliyati juda muvaffaqiyatli bo'ldi va o'z samarasini berdi. Ularning har biri elementar zarrachalarning xossalarini o'rganishga chuqur kirib, fan uchun muhim kashfiyotlar qildi. Keyinchalik Ruterford yadroviy parchalanish imkoniyatini kashf qildi va isbotladi, ammo bu boshqa maqola uchun mavzu.
