Atómový model Perrinových charakteristík, experiment, postuláty
Atómový model Perrinu Porovnal štruktúru atómu so slnečnou sústavou, v ktorej by planéty boli zápornými nábojmi a Slnko by bolo kladným nábojom koncentrovaným v strede atómu. V roku 1895 vynikajúci francúzsky fyzik preukázal prenos záporných nábojov katódovými lúčmi na povrch, v ktorom dopadajú.
S tým sa demonštrovala elektrická povaha katódových lúčov a dala svetlo na elektrickú povahu atómu, chápala ho ako najmenšiu a nedeliteľnú jednotku hmoty. V roku 1901 Jean Baptiste Perrin navrhol, že príťažlivosť záporných nábojov, ktoré obklopujú centrum (kladný náboj), je ovplyvnená silou zotrvačnosti.
Tento model bol doplnený a neskôr zdokonalený Ernestom Rutherfordom, ktorý tvrdil, že všetky kladné náboje atómu sú umiestnené v strede atómu a že elektróny obiehajú okolo..
Tento model však mal určité obmedzenia, ktoré sa v tom čase nedali vysvetliť, a model vzal ako základ dánsky fyzik Niels Bohr, aby navrhol svoj model v roku 1913.
index
- 1 Charakteristika atómového modelu Perrina
- 2 Experiment
- 2.1 Katódové lúče
- 2.2 Perrinove vyšetrenia
- 2.3 Metóda overovania
- 3 Postuláty
- 4 Obmedzenia
- 5 Články záujmu
- 6 Referencie
Charakteristika atómového modelu Perrina
Najvýraznejšie vlastnosti atómového modelu Perrinu sú nasledovné:
- Atóm je tvorený veľkou pozitívnou časticou v strede, ktorá koncentruje väčšinu atómovej hmoty.
- Okolo tohto koncentrovaného kladného náboja obiehajú viaceré záporné náboje, ktoré kompenzujú celkový elektrický náboj.
Perrinov návrh porovnáva atómovú štruktúru so slnečnou sústavou, kde by koncentrovaný kladný náboj spĺňal funkciu Slnka a okolité elektróny by plnili úlohu planét..
Perrin bol priekopníkom v navrhovaní diskontinuálnej štruktúry atómu v roku 1895. Nikdy však netrval na návrhu experimentu, ktorý by pomohol overiť túto koncepciu..
experiment
Ako súčasť svojho doktorandského štúdia pracoval Perrin ako asistent fyziky na Ecole Normale Supérieure de Paris v rokoch 1894 až 1897.
Do tej doby, Perrin vyvinul väčšinu svojho výskumu v kontrole povahy katódových lúčov; to znamená, že ak katódové lúče boli elektricky nabité častice, alebo ak nadobudli formu vĺn.
Katódové lúče
Experiment s katódovými lúčmi vzniká pri skúmaní skúmaviek Crookes, čo je štruktúra, ktorú vynalezol anglický chemik William Crookes v 70. rokoch 19. storočia..
Rúrka Crookes pozostáva zo sklenenej trubice obsahujúcej iba plyny vo vnútri. Táto konfigurácia má na každom konci kovovú časť a každý kus je pripojený k externému zdroju napätia.
Keď je trubica pod napätím, vzduch vnútri je ionizovaný a následne sa stáva elektrickým vodičom a uzatvára otvorený okruh medzi koncovými elektródami..
Vo vnútri trubice plyny nadobúdajú fluorescenčný aspekt, ale až do konca 90. rokov 19. storočia vedci neboli jasné o príčinách tohto javu..
V tom čase nebolo známe, či fluorescencia bola spôsobená cirkuláciou elementárnych častíc vo vnútri skúmavky, alebo či lúče nadobudli formu vĺn, ktoré ich prenášali..
Perrinove vyšetrovania
V roku 1895 Perrin zopakoval experimenty s katódovým žiarením pripojením výbojky do väčšej prázdnej nádoby.
Okrem toho, Perrin umiestnil vodotesnú stenu pre bežné molekuly a replikoval konfiguráciu Crookes umiestnením Faradayovej klietky, ktorá sa nachádza v ochrannej komore..
Ak by lúče prešli cez nepriepustnú stenu pre bežné molekuly v Faradayovej klietke, bolo by automaticky preukázané, že katódové lúče boli zložené zo základných elektricky nabitých častíc..
Overovacia metóda
Na potvrdenie tohto, Perrin pripojil elektrometer v blízkosti vodotesnej steny na meranie elektrických nábojov, ktoré by sa vyskytli, keď tam katódové lúče zasiahli.
Pri vykonávaní experimentu sa zistilo, že šok katódových lúčov proti nepriepustnej stene indukoval malé meranie záporného náboja v elektromeri..
Následne Perrin odklonil tok katódových lúčov nútením systému indukciou elektrického poľa a nútil katódové lúče naraziť na elektrometer. Keď sa to stalo, merač zaznamenal podstatne vyššie elektrické zaťaženie v porovnaní s predchádzajúcim záznamom.
Vďaka experimentom s Perrinom bolo preukázané, že katódové lúče boli tvorené časticami s negatívnymi nábojmi.
Neskôr, na začiatku 20. storočia, J. J. Thomson na základe Perrinovho výskumu formálne objavil existenciu elektrónov a ich vzťah náboj-hmotnosť..
postuláty
V roku 1904 britský vedec J.J. Thomson vyjadril svoj navrhovaný atómový model, tiež známy ako model slivkového pudingu.
V tomto modeli bol kladný náboj chápaný ako homogénna hmota a záporné náboje boli rozptýlené náhodne cez uvedenú pozitívnu hmotnosť..
V analógii by kladným nábojom bola hmotnosť pudingu a záporné náboje by predstavovali slivky. Tento model bol Perrinom v roku 1907 vyvrátený. Perrin vo svojom návrhu uvádza:
- Pozitívny náboj nie je expandovaný v celej atómovej štruktúre. Naopak, koncentruje sa v strede atómu.
- Negatívne náboje nie sú rozptýlené po celom atóme. Namiesto toho sú umiestnené usporiadaným spôsobom okolo kladného náboja smerom k vonkajšiemu okraju atómu.
obmedzenia
Atómový model Perrinu má dve hlavné obmedzenia, ktoré boli a posteriori prekonané vďaka príspevkom Bohr (1913) a kvantovej fyzike..
Najvýznamnejšie obmedzenia tohto návrhu sú: \ t
- Neexistuje žiadne vysvetlenie, prečo kladný náboj zostáva koncentrovaný v strede atómu.
- Stabilita dráh záporných nábojov okolo stredu atómu nie je pochopená.
Podľa Maxwellových elektromagnetických zákonov by záporné náboje popisovali špirálové dráhy okolo kladných nábojov, kým sa s nimi nezhodujú.
Články záujmu
Atómový model Schrödingera.
Atómový model Broglieho.
Atómový model Chadwicku.
Atómový model Heisenberga.
Atómový model Thomsona.
Atómový model Daltona.
Atómový model Dirac Jordan.
Atómový model Democritus.
Atómový model Bohr.
referencie
- Jean Perrin (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Zdroj: britannica.com
- Jean Baptiste Perrin (20014). Encyklopédia svetovej biografie. Zdroj: encyclopedia.com
- Kubbinga, H. (2013). Pocta Jeanovi Perrinovi. © Európska fyzikálna spoločnosť. Zdroj: europhysicsnews.org
- Atómový model (s.f.). Havana, Kuba Zdroj: ecured.cu
- Perrin, J (1926). Diskontinuálna štruktúra hmoty. Nobel Media AB. Zdroj: nobelprize.org
- Solbes, J., Silvestre, V. a Furió, C. (2010). Historický vývoj modelov atómovej a chemickej väzby a ich didaktické dôsledky. Univerzita vo Valencii. Valencia, Španielsko. Zdroj: ojs.uv.es