ატომის პლანეტარული მოდელი

ატომის პლანეტარული მოდელი: ბირთვი (წითელი) და ელექტრონები (მწვანე)

ატომის პლანეტარული მოდელი, ან რეზერფორდის მოდელი, - ატომის სტრუქტურის ისტორიული მოდელი, რომელიც შემოგვთავაზა ერნესტ რეზერფორდმა ალფა ნაწილაკების გაფანტვის ექსპერიმენტის შედეგად. ამ მოდელის მიხედვით, ატომი შედგება პატარა დადებითად დამუხტული ბირთვისგან, რომელშიც კონცენტრირებულია ატომის თითქმის მთელი მასა, რომლის გარშემოც ელექტრონები მოძრაობენ, ისევე როგორც პლანეტები მოძრაობენ მზის გარშემო. ატომის პლანეტარული მოდელი შეესაბამება თანამედროვე იდეებს ატომის სტრუქტურის შესახებ, იმის გათვალისწინებით, რომ ელექტრონების მოძრაობა კვანტური ხასიათისაა და არ არის აღწერილი კლასიკური მექანიკის კანონებით. ისტორიულად, რეზერფორდის პლანეტარული მოდელი შეცვალა ჯოზეფ ჯონ ტომსონის „ქლიავის პუდინგის მოდელს“, რომელიც ამტკიცებს, რომ უარყოფითად დამუხტული ელექტრონები მოთავსებულია დადებითად დამუხტულ ატომში.

რეზერფორდმა შემოგვთავაზა ატომის სტრუქტურის ახალი მოდელი 1911 წელს, როგორც დასკვნა მისი ხელმძღვანელობით ჩატარებული ექსპერიმენტიდან ოქროს ფოლგაზე ალფა ნაწილაკების გაფანტვის შესახებ. ამ გაფანტვის დროს ალფა ნაწილაკების მოულოდნელად დიდი რაოდენობა დიდი კუთხით იყო მიმოფანტული, რაც მიუთითებდა იმაზე, რომ გაფანტვის ცენტრი მცირე იყო და მასში მნიშვნელოვანი ელექტრული მუხტი იყო კონცენტრირებული. რეზერფორდის გამოთვლებმა აჩვენა, რომ გაფანტვის ცენტრი, დადებითად ან უარყოფითად დამუხტული, უნდა იყოს მინიმუმ 3000-ჯერ პატარა ატომის ზომაზე, რომელიც იმ დროისთვის უკვე ცნობილი იყო და დაახლოებით 10-10 მ. ვინაიდან ელექტრონები უკვე ცნობილი იყო რომ დრო და მათი მასა და მუხტი განისაზღვრა, მაშინ გაფანტვის ცენტრს, რომელსაც მოგვიანებით ბირთვი ეწოდა, ელექტრონების საპირისპირო მუხტი უნდა ყოფილიყო. რეზერფორდმა არ დააკავშირა მუხტის რაოდენობა ატომურ რიცხვთან. ეს დასკვნა მოგვიანებით გაკეთდა. და თავად რეზერფორდმა თქვა, რომ მუხტი ატომური მასის პროპორციულია.

პლანეტარული მოდელის მინუსი იყო მისი შეუთავსებლობა კლასიკური ფიზიკის კანონებთან. თუ ელექტრონები მოძრაობენ ბირთვის გარშემო, როგორც პლანეტა მზის გარშემო, მაშინ მათი მოძრაობა აჩქარებულია და, შესაბამისად, კლასიკური ელექტროდინამიკის კანონების მიხედვით, მათ უნდა ასხივონ ელექტრომაგნიტური ტალღები, დაკარგონ ენერგია და დაეცეს ბირთვს. პლანეტარული მოდელის შემუშავების შემდეგი ნაბიჯი იყო ბორის მოდელი, რომელიც ამტკიცებდა ელექტრონების მოძრაობის სხვა, კლასიკური კანონებისგან განსხვავებით. ელექტროდინამიკის სრულიად წინააღმდეგობებმა შეძლო კვანტური მექანიკის ამოხსნა.

ფონდი ვიკიმედია. 2010 წ.

• Eise Eisingi პლანეტარიუმი
• პლანეტარული ფანტაზია

ნახეთ, რა არის "ატომის პლანეტარული მოდელი" სხვა ლექსიკონებში:

ატომის პლანეტარული მოდელი- planetinis atomo modelis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. პლანეტარული ატომის მოდელი vok. Planetenmodell des Atoms, n rus. ატომის პლანეტარული მოდელი, f pranc. ატომური პლანეტის მოდელი, მ … ფიზიკურ ტერმინალში

ბორის ატომის მოდელი- წყალბადის მსგავსი ატომის ბორის მოდელი (Z ბირთვის მუხტი), სადაც უარყოფითად დამუხტული ელექტრონი ჩასმულია ატომურ გარსში, რომელიც გარშემორტყმულია პატარა, დადებითად დამუხტული ატომის ბირთვს... Wikipedia

მოდელი (მეცნიერებაში)- მოდელი (ფრანგ. modèle, იტალიური modello, ლათინურიდან modulus masa, ზომა, ნიმუში, ნორმა), 1) ნიმუში, რომელიც ემსახურება როგორც სტანდარტს (სტანდარტს) სერიული ან მასობრივი გამრავლებისთვის (M. car, M. ტანსაცმელი და ა.შ.). ), ასევე ნებისმიერი სახის, ბრენდის ... ...

მოდელი- I მოდელი (მოდელი) ვალტერი (24 იანვარი, 1891, გენტინი, აღმოსავლეთ პრუსია, 1945 წლის 21 აპრილი, დუისბურგის მახლობლად), ნაცისტური გერმანელი გენერალი ფელდმარშალი (1944). ჯარში 1909 წლიდან მონაწილეობდა 1914 წლის 1 მსოფლიო ომში 18. 1940 წლის ნოემბრიდან მეთაურობდა მე-3 ტანკს ... ... დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია

ატომის სტრუქტურა- (იხ.) აგებულია სამი ტიპის ელემენტარული ნაწილაკებისგან (იხ.), (იხ.) და (იხ.), რაც ქმნის სტაბილურ სისტემას. პროტონი და ნეიტრონი ატომის ნაწილია (იხ.), ელექტრონები ქმნიან ელექტრონულ გარსს. ბირთვში მოქმედებენ ძალები (იხ.), რომლის წყალობითაც ... ... დიდი პოლიტექნიკური ენციკლოპედია

ატომი- ამ ტერმინს სხვა მნიშვნელობა აქვს, იხილეთ ატომი (მნიშვნელობები). ჰელიუმის ატომი (სხვა ბერძნულიდან ... ვიკიპედია

რეზერფორდ ერნესტი- (1871 1937), ინგლისელი ფიზიკოსი, რადიოაქტიურობის თეორიისა და ატომის სტრუქტურის ერთ-ერთი ფუძემდებელი, სამეცნიერო სკოლის დამფუძნებელი, რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის უცხოელი წევრი (1922) და სსრკ აკადემიის საპატიო წევრი. მეცნიერებათა (1925). დაიბადა ახალ ზელანდიაში, სკოლის დამთავრების შემდეგ ... ... ენციკლოპედიური ლექსიკონი

Άτομο

კორპუსკული- ჰელიუმის ატომი ატომი (სხვა ბერძნული ἄτομος განუყოფელი) არის ქიმიური ელემენტის უმცირესი ნაწილი, რომელიც მისი თვისებების მატარებელია. ატომი შედგება ატომის ბირთვისა და მის გარშემო მყოფი ელექტრონული ღრუბლისგან. ატომის ბირთვი შედგება დადებითად დამუხტული პროტონებისგან და ... ... ვიკიპედია

კორპუსები- ჰელიუმის ატომი ატომი (სხვა ბერძნული ἄτομος განუყოფელი) არის ქიმიური ელემენტის უმცირესი ნაწილი, რომელიც მისი თვისებების მატარებელია. ატომი შედგება ატომის ბირთვისა და მის გარშემო მყოფი ელექტრონული ღრუბლისგან. ატომის ბირთვი შედგება დადებითად დამუხტული პროტონებისგან და ... ... ვიკიპედია

წიგნები

• მაგიდების კომპლექტი. ფიზიკა. კლასი 11 (15 მაგიდა), . სასწავლო ალბომი 15 ფურცელი. ტრანსფორმატორი. ელექტრომაგნიტური ინდუქცია თანამედროვე ტექნოლოგიაში. ელექტრონული ნათურები. კათოდური მილი. ნახევარგამტარები. ნახევარგამტარული დიოდი. ტრანზისტორი…

შემოთავაზებული იქნა ატომის სტრუქტურის ერთ-ერთი პირველი მოდელი ჯ.ტომსონი 1904 წელს ატომი წარმოდგენილი იყო, როგორც "პოზიტიური ელექტროენერგიის ზღვა", რომელშიც ელექტრონები მოძრაობენ. ელექტრულად ნეიტრალური ატომის ელექტრონების მთლიანი უარყოფითი მუხტი უტოლდებოდა მის მთლიან დადებით მუხტს.

რეზერფორდის გამოცდილება

ტომსონის ჰიპოთეზის შესამოწმებლად და ატომის აგებულების უფრო ზუსტად განსაზღვრისთვის ე.რეზერფორდიმოაწყო ექსპერიმენტების სერია გაფანტვაზე α - ნაწილაკები თხელი ლითონის ფირფიტები - კილიტა. 1910 წელს რეზერფორდის სტუდენტები ჰანს გეიგერიდა ერნესტ მარსდენიჩაატარა დაბომბვის ექსპერიმენტები α - თხელი ლითონის ფირფიტების ნაწილაკები. მათ ეს ყველაზე მეტად აღმოაჩინეს α - ნაწილაკები გადიან ფოლგაში ტრაექტორიის შეცვლის გარეშე. და ეს გასაკვირი არ იყო, თუ მივიღებთ ტომსონის ატომის მოდელის სისწორეს.

წყარო α - რადიაცია მოათავსეს ტყვიის კუბში, რომელშიც არხი იყო გაბურღული, ისე რომ შესაძლებელი იყო ნაკადის მიღება. α - ნაწილაკები, რომლებიც დაფრინავენ გარკვეული მიმართულებით. ალფა ნაწილაკები ორმაგად იონიზებული ჰელიუმის ატომებია ( არა 2+). მათ აქვთ დადებითი მუხტი +2 და მასა თითქმის 7350-ჯერ აღემატება ელექტრონის მასას. თუთიის სულფიდით დაფარულ ეკრანზე დარტყმა, α - ნაწილაკები იწვევდნენ მის ბზინვარებას და გამადიდებელი შუშის საშუალებით შეიძლება დაინახოს და დათვალოს ცალკეული ციმციმები, რომლებიც გამოჩნდება ეკრანზე, როდესაც თითოეული α - ნაწილაკები. გამოსხივების წყაროსა და ეკრანს შორის მოთავსდა ფოლგა. ეკრანის ციმციმებიდან შესაძლებელი იყო გაფანტვის მსჯელობა α -ნაწილაკები, ე.ი. მათი გადახრის შესახებ საწყისი მიმართულებიდან ლითონის ფენის გავლისას.

აღმოჩნდა, რომ უმრავლესობა α - ნაწილაკები გადიან ფოლგაში მიმართულების შეცვლის გარეშე, თუმცა ფოლგის სისქე შეესაბამებოდა ასობით ათასი ატომის დიამეტრს. მაგრამ ზოგიერთი იზიარებს α - ნაწილაკები კვლავ გადახრილია მცირე კუთხით და ზოგჯერ α -ნაწილაკებმა უეცრად შეცვალეს მოძრაობის მიმართულება და კიდეც (დაახლოებით 1 100000-დან) უკან გადააგდეს, თითქოს მასიური დაბრკოლება წააწყდნენ. ასეთი მკვეთრი გადახრის შემთხვევები α -ნაწილაკების დაკვირვება შესაძლებელი იყო ეკრანის გამადიდებელი შუშის რკალში გადაადგილებით.

ამ ექსპერიმენტის შედეგებიდან შეიძლება შემდეგი დასკვნების გამოტანა:

1. ატომში არის რაღაც „დაბრკოლება“, რომელსაც ბირთვი ეწოდა.
2. ბირთვს აქვს დადებითი მუხტი (წინააღმდეგ შემთხვევაში დადებითად დამუხტული α ნაწილაკები უკან არ აირეკლება).
3. ბირთვი ძალიან მცირეა თავად ატომის ზომასთან შედარებით (მხოლოდ მცირე ნაწილი α -ნაწილაკებმა მიმართულება შეიცვალა).
4. ბირთვს მასაზე მეტი მასა აქვს α - ნაწილაკები.

რეზერფორდმა ექსპერიმენტის შედეგები ახსნა წინადადებით ატომის „პლანეტარული“ მოდელიშეადარა მას მზის სისტემას. პლანეტარული მოდელის მიხედვით, ატომის ცენტრში არის ძალიან პატარა ბირთვი, რომლის ზომა დაახლოებით 100000-ჯერ უფრო მცირეა, ვიდრე თავად ატომის ზომა. ეს ბირთვი შეიცავს ატომის თითქმის მთელ მასას და ატარებს დადებით მუხტს. ბირთვის ირგვლივ მოძრაობენ ელექტრონები, რომელთა რაოდენობა განისაზღვრება ბირთვის მუხტით. ელექტრონების გარე ტრაექტორია განსაზღვრავს ატომის გარე ზომებს. ატომის დიამეტრი არის დაახლოებით 10 -8 სმ, ხოლო ბირთვის დიამეტრი დაახლოებით 10 -13 ÷10 -12 სმ.

რაც უფრო დიდია ატომის ბირთვის მუხტი, მით უფრო ძლიერი იქნება მისგან მოგერიება α -ნაწილაკი, მით უფრო ხშირად იქნება ძლიერი გადახრების შემთხვევები α - ნაწილაკები, რომლებიც გადიან ლითონის ფენაში, მოძრაობის თავდაპირველი მიმართულებიდან. ამიტომ, ექსპერიმენტების გაფანტვა α -ნაწილაკები შესაძლებელს ხდის არა მხოლოდ ატომური ბირთვის არსებობის აღმოჩენას, არამედ მისი მუხტის დადგენას. რეზერფორდის ექსპერიმენტებიდან უკვე მოჰყვა, რომ ბირთვის მუხტი (გამოხატული ელექტრონის მუხტის ერთეულებში) რიცხობრივად უდრის პერიოდულ სისტემაში ელემენტის რიგით რიცხვს. დადასტურებულია გ.მოსელი, რომელმაც 1913 წელს დაადგინა მარტივი კავშირი ელემენტის რენტგენის სპექტრის გარკვეული ხაზების ტალღის სიგრძეებსა და მის სერიულ ნომერს შორის, და დ.ჩედვიკი, რომელმაც 1920 წელს დიდი სიზუსტით განსაზღვრა რამდენიმე ელემენტის ატომის ბირთვების მუხტები გაფანტვით α - ნაწილაკები.

დადგინდა პერიოდულ სისტემაში ელემენტის სერიული ნომრის ფიზიკური მნიშვნელობა: სერიული ნომერი აღმოჩნდა ელემენტის ყველაზე მნიშვნელოვანი მუდმივი, რომელიც გამოხატავს მისი ატომის ბირთვის დადებით მუხტს. ატომის ელექტრული ნეიტრალიტეტიდან გამომდინარეობს, რომ ბირთვის ირგვლივ მბრუნავი ელექტრონების რაოდენობა ელემენტის რიგითი რიცხვის ტოლია.

ამ აღმოჩენამ ახალი დასაბუთება მისცა პერიოდულ სისტემაში ელემენტების განლაგებას. ამავდროულად, მან აღმოფხვრა მენდელეევის სისტემაში არსებული აშკარა წინააღმდეგობა - უფრო მაღალი ატომური მასის ზოგიერთი ელემენტის პოზიცია უფრო დაბალი ატომური მასის მქონე ელემენტებზე (ტელურიუმი და იოდი, არგონი და კალიუმი, კობალტი და ნიკელი). აღმოჩნდა, რომ აქ არანაირი წინააღმდეგობა არ არის, ვინაიდან ელემენტის ადგილი სისტემაში განისაზღვრება ატომის ბირთვის მუხტით. ექსპერიმენტულად დადგინდა, რომ ტელურუმის ატომის ბირთვის მუხტი არის 52, ხოლო იოდის ატომის მუხტი 53; ამიტომ, თელურიუმი, მიუხედავად მისი დიდი ატომური მასისა, უნდა იდგეს იოდამდე. ანალოგიურად, არგონისა და კალიუმის, ნიკელის და კობალტის ბირთვების მუხტები სრულად შეესაბამება ამ ელემენტების სისტემაში განლაგების თანმიმდევრობას.

ასე რომ, ატომის ბირთვის მუხტი არის მთავარი რაოდენობა, რომელზედაც დამოკიდებულია ელემენტის თვისებები და მისი პოზიცია პერიოდულ სისტემაში. Ისე მენდელეევის პერიოდული კანონი ამჟამად შეიძლება ჩამოყალიბდეს შემდეგნაირად:

ელემენტების თვისებები და მათ მიერ წარმოქმნილი მარტივი და რთული ნივთიერებები პერიოდულ დამოკიდებულებაშია ელემენტების ატომების ბირთვის მუხტზე.

ელემენტების სერიული ნომრების განსაზღვრამ მათი ატომების ბირთვების მუხტებით შესაძლებელი გახადა პერიოდულ სისტემაში ადგილების საერთო რაოდენობის დადგენა წყალბადს შორის, რომელსაც აქვს სერიული ნომერი 1 და ურანს (ატომური ნომერი 92), რომელიც განიხილებოდა. იმ დროს ელემენტების პერიოდული სისტემის უკანასკნელი წევრი. როდესაც შეიქმნა ატომის სტრუქტურის თეორია, ადგილები 43, 61, 72, 75, 85 და 87 დაუკავებელი დარჩა, რაც მიუთითებდა ჯერ კიდევ აღმოუჩენელი ელემენტების არსებობის შესაძლებლობაზე. და მართლაც, 1922 წელს აღმოაჩინეს ელემენტი ჰაფნიუმი, რომელმაც 72-ის ადგილი დაიკავა; შემდეგ 1925 წელს - რენიუმი, რომელიც შედგა 75. ელემენტები, რომლებმაც უნდა დაიკავონ ცხრილში დარჩენილი ოთხი თავისუფალი ადგილი, აღმოჩნდა რადიოაქტიური და ბუნებაში არ აღმოჩნდა, მაგრამ ისინი ხელოვნურად იქნა მიღებული. ახალ ელემენტებს ეწოდა ტექნეტიუმი (43 ნომერი), პრომეთიუმი (61), ასტატინი (85) და ფრანციუმი (87). ამჟამად, წყალბადსა და ურანს შორის პერიოდული სისტემის ყველა უჯრედი ივსება. თუმცა, თავად პერიოდული სისტემა არ არის სრულყოფილი.

ატომური სპექტრები

პლანეტარული მოდელი იყო მთავარი ნაბიჯი ატომის სტრუქტურის თეორიაში. თუმცა, გარკვეულწილად ის ეწინააღმდეგებოდა კარგად დადგენილ ფაქტებს. განვიხილოთ ორი ასეთი წინააღმდეგობა.

ჯერ ერთი, რეზერფორდის თეორიამ ვერ ახსნა ატომის სტაბილურობა. ელექტრონი, რომელიც ტრიალებს დადებითად დამუხტული ბირთვის ირგვლივ, რხევადი ელექტრული მუხტის მსგავსად, უნდა ასხივებდეს ელექტრომაგნიტურ ენერგიას სინათლის ტალღების სახით. მაგრამ შუქის გამოსხივებისას ელექტრონი კარგავს ენერგიის გარკვეულ ნაწილს, რაც იწვევს დისბალანსს ელექტრონის ბრუნვასთან დაკავშირებულ ცენტრიდანულ ძალასა და ელექტრონის ელექტროსტატიკური მიზიდულობის ძალას შორის ბირთვისკენ. წონასწორობის აღსადგენად, ელექტრონი უნდა მიუახლოვდეს ბირთვს. ამრიგად, ელექტრონი, რომელიც განუწყვეტლივ ასხივებს ელექტრომაგნიტურ ენერგიას და მოძრაობს სპირალურად, მიუახლოვდება ბირთვს. მთელი მისი ენერგიის ამოწურვის შემდეგ, ის უნდა "ჩამოვარდეს" ბირთვზე და ატომი შეწყვეტს არსებობას. ეს დასკვნა ეწინააღმდეგება ატომების რეალურ თვისებებს, რომლებიც სტაბილური წარმონაქმნებია და შეიძლება არსებობდეს განადგურების გარეშე უკიდურესად დიდი ხნის განმავლობაში.

მეორეც, რეზერფორდის მოდელმა გამოიწვია არასწორი დასკვნები ატომური სპექტრების ბუნების შესახებ. როდესაც ცხელი მყარი ან თხევადი სხეულის მიერ გამოსხივებული სინათლე გადის მინის ან კვარცის პრიზმაში, პრიზმის უკან მოთავსებულ ეკრანზე შეინიშნება ეგრეთ წოდებული უწყვეტი სპექტრი, რომლის ხილული ნაწილი არის ფერადი ზოლი, რომელიც შეიცავს ყველა ფერს. ცისარტყელა. ეს ფენომენი აიხსნება იმით, რომ ცხელი მყარი ან თხევადი სხეულის გამოსხივება შედგება სხვადასხვა სიხშირის ელექტრომაგნიტური ტალღებისგან. სხვადასხვა სიხშირის ტალღები პრიზმის მიერ თანაბრად არ ირღვევა და ეკრანის სხვადასხვა ადგილას მოხვდება. ნივთიერების მიერ გამოსხივებული ელექტრომაგნიტური გამოსხივების სიხშირეების ერთობლიობას ემისიის სპექტრი ეწოდება. მეორეს მხრივ, ნივთიერებები შთანთქავენ გარკვეული სიხშირის გამოსხივებას. ამ უკანასკნელის მთლიანობას ნივთიერების შთანთქმის სპექტრი ეწოდება.

სპექტრის მისაღებად, პრიზმის ნაცვლად, შეგიძლიათ გამოიყენოთ დიფრაქციული ბადე. ეს უკანასკნელი არის მინის ფირფიტა, რომლის ზედაპირზე წვრილი პარალელური შტრიხები გამოიყენება ერთმანეთისგან ძალიან ახლო მანძილზე (1500-მდე დარტყმა 1 მმ-ზე). ასეთ ბადეში გავლისას სინათლე იშლება და ქმნის პრიზმის გამოყენებით მიღებული სპექტრის მსგავს სპექტრს. დიფრაქცია თანდაყოლილია ნებისმიერი ტალღური მოძრაობისთვის და ემსახურება როგორც სინათლის ტალღური ბუნების ერთ-ერთ მთავარ მტკიცებულებას.

გაცხელებისას ნივთიერება გამოყოფს სხივებს (გამოსხივებას). თუ გამოსხივებას აქვს ერთი ტალღის სიგრძე, მაშინ მას მონოქრომატული ეწოდება. უმეტეს შემთხვევაში, რადიაცია ხასიათდება რამდენიმე ტალღის სიგრძით. როდესაც რადიაცია იშლება მონოქრომატულ კომპონენტებად, მიიღება გამოსხივების სპექტრი, სადაც მისი ცალკეული კომპონენტები გამოისახება სპექტრული ხაზებით.

თავისუფალი ან სუსტად შეკრული ატომებიდან (მაგალითად, აირებში ან ორთქლებში) გამოსხივებით მიღებულ სპექტრებს ატომური სპექტრები ეწოდება.

მყარი ან სითხეების მიერ გამოსხივებული გამოსხივება ყოველთვის იძლევა უწყვეტ სპექტრს. ცხელი გაზებისა და ორთქლების მიერ გამოსხივებული გამოსხივება, მყარი და სითხეების გამოსხივებისგან განსხვავებით, შეიცავს მხოლოდ გარკვეულ ტალღის სიგრძეებს. ამიტომ, ეკრანზე უწყვეტი ზოლის ნაცვლად, მიიღება მუქი უფსკრულით გამოყოფილი ცალკეული ფერადი ხაზების სერია. ამ ხაზების რაოდენობა და მდებარეობა დამოკიდებულია ცხელი გაზის ან ორთქლის ბუნებაზე. ასე რომ, კალიუმის ორთქლი იძლევა - სპექტრს, რომელიც შედგება სამი ხაზისგან - ორი წითელი და ერთი იისფერი; კალციუმის ორთქლის სპექტრში არის რამდენიმე წითელი, ყვითელი და მწვანე ხაზი და ა.შ.

მყარი ან სითხეების მიერ გამოსხივებული გამოსხივება ყოველთვის იძლევა უწყვეტ სპექტრს. ცხელი გაზებისა და ორთქლების მიერ გამოსხივებული გამოსხივება, მყარი და სითხეების გამოსხივებისგან განსხვავებით, შეიცავს მხოლოდ გარკვეულ ტალღის სიგრძეებს. ამიტომ, ეკრანზე უწყვეტი ზოლის ნაცვლად, მიიღება მუქი უფსკრულით გამოყოფილი ცალკეული ფერადი ხაზების სერია. ამ ხაზების რაოდენობა და მდებარეობა დამოკიდებულია ცხელი გაზის ან ორთქლის ბუნებაზე. ასე რომ, კალიუმის ორთქლი იძლევა სპექტრს, რომელიც შედგება სამი ხაზისგან - ორი წითელი და ერთი იისფერი; კალციუმის ორთქლის სპექტრში არის რამდენიმე წითელი, ყვითელი და მწვანე ხაზი და ა.შ.

ასეთ სპექტრებს ხაზოვანი სპექტრები ეწოდება. აღმოჩნდა, რომ აირების ატომების მიერ გამოსხივებულ შუქს აქვს ხაზის სპექტრი, რომელშიც სპექტრული ხაზები შეიძლება გაერთიანდეს სერიაში.

თითოეულ სერიაში, ხაზების მოწყობა შეესაბამება გარკვეულ ნიმუშს. ცალკეული ხაზების სიხშირეების აღწერა შესაძლებელია ბალმერის ფორმულა:

ის ფაქტი, რომ თითოეული ელემენტის ატომები იძლევა სრულიად სპეციფიკურ სპექტრს, რომელიც თან ახლავს მხოლოდ ამ ელემენტს, ხოლო შესაბამისი სპექტრალური ხაზების ინტენსივობა რაც უფრო მაღალია, მით უფრო დიდია ელემენტის შემცველობა აღებულ ნიმუშში, ფართოდ გამოიყენება თვისებრივი დასადგენად. და ნივთიერებებისა და მასალების რაოდენობრივი შემადგენლობა. კვლევის ამ მეთოდს ე.წ სპექტრალური ანალიზი.

ატომის სტრუქტურის პლანეტარული მოდელი ვერ ახსნიდა წყალბადის ატომების ხაზოვანი ემისიის სპექტრს და მით უმეტეს, სპექტრული ხაზების ერთობლიობას სერიაში. ბირთვის გარშემო მოძრავი ელექტრონი უნდა მიუახლოვდეს ბირთვს და განუწყვეტლივ შეცვალოს მისი მოძრაობის სიჩქარე. მის მიერ გამოსხივებული სინათლის სიხშირე განისაზღვრება მისი ბრუნვის სიხშირით და, შესაბამისად, მუდმივად უნდა იცვლებოდეს. ეს ნიშნავს, რომ ატომის რადიაციული სპექტრი უნდა იყოს უწყვეტი, უწყვეტი. ამ მოდელის მიხედვით, ატომის გამოსხივების სიხშირე უნდა იყოს მექანიკური ვიბრაციის სიხშირის ტოლი ან იყოს მისი ჯერადი, რაც არ შეესაბამება ბალმერის ფორმულას. ამრიგად, რეზერფორდის თეორიას არ შეეძლო აეხსნა არც სტაბილური ატომების არსებობა და არც მათი ხაზის სპექტრების არსებობა.

სინათლის კვანტური თეორია

1900 წელს მ.პლანკიაჩვენა, რომ გაცხელებული სხეულის უნარი გამოსხივოს გამოსხივება შეიძლება სწორად იყოს აღწერილი რაოდენობრივად მხოლოდ იმ დაშვებით, რომ სხივური ენერგია გამოიყოფა და შეიწოვება სხეულების მიერ არა განუწყვეტლივ, არამედ დისკრეტულად, ე.ი. ცალკეულ პორციებში - კვანტები. ამავე დროს, ენერგია ეთითოეული ასეთი ნაწილი დაკავშირებულია გამოსხივების სიხშირესთან მიმართებით ე.წ პლანკის განტოლებები:

თავად პლანკს დიდი ხნის განმავლობაში სჯეროდა, რომ კვანტებით სინათლის გამოსხივება და შთანთქმა არის გამოსხივებული სხეულების თვისება და არა თავად რადიაციის, რომელსაც შეუძლია ჰქონდეს რაიმე ენერგია და, შესაბამისად, შეიძლება შეიწოვოს მუდმივად. თუმცა, 1905 წ აინშტაინიფოტოელექტრული ეფექტის ფენომენის გაანალიზებით, მივიდა დასკვნამდე, რომ ელექტრომაგნიტური (გასხივოსნებული) ენერგია არსებობს მხოლოდ კვანტების სახით და რომ, მაშასადამე, გამოსხივება არის განუყოფელი მატერიალური "ნაწილაკების" (ფოტონების) ნაკადი, რომლის ენერგიაც არის. განსაზღვრული პლანკის განტოლება.

ფოტოელექტრული ეფექტილითონის მიერ ელექტრონების გამოყოფას მასზე სინათლის ინციდენტის მოქმედებით ეწოდება. ეს ფენომენი დეტალურად იქნა შესწავლილი 1888-1890 წლებში. A.G. Stoletov. თუ ინსტალაციას ვაკუუმში მოათავსებთ და თეფშზე წაისვით მუარყოფითი პოტენციალი, მაშინ წრეში დენი არ შეინიშნება, რადგან ფირფიტასა და ქსელს შორის სივრცეში არ არის დამუხტული ნაწილაკები, რომლებსაც შეუძლიათ ელექტრო დენის გადატანა. მაგრამ როდესაც ფირფიტა განათებულია სინათლის წყაროთი, გალვანომეტრი აღმოაჩენს დენის წარმოქმნას (ე.წ. ფოტოდინებას), რომლის მატარებლები არიან ლითონისგან სინათლის მიერ გამოყვანილი ელექტრონები.

აღმოჩნდა, რომ როდესაც სინათლის ინტენსივობა იცვლება, იცვლება მხოლოდ ლითონის მიერ გამოსხივებული ელექტრონების რაოდენობა, ე.ი. ფოტო დენის სიძლიერე. მაგრამ ლითონისგან გამოსხივებული თითოეული ელექტრონის მაქსიმალური კინეტიკური ენერგია არ არის დამოკიდებული განათების ინტენსივობაზე, მაგრამ იცვლება მხოლოდ მაშინ, როდესაც იცვლება მეტალზე სინათლის ინციდენტის სიხშირე. სწორედ ტალღის სიგრძის მატებასთან ერთად (ანუ სიხშირის შემცირებით) მცირდება ლითონის მიერ გამოსხივებული ელექტრონების ენერგია, შემდეგ კი, თითოეული ლითონისთვის განსაზღვრულ ტალღის სიგრძეზე, ფოტოელექტრული ეფექტი ქრება და არც კი ჩნდება ძალიან. მაღალი სინათლის ინტენსივობა. ასე რომ, წითელი ან ნარინჯისფერი შუქით განათებისას ნატრიუმი არ ავლენს ფოტოელექტრიულ ეფექტს და იწყებს ელექტრონების გამოყოფას მხოლოდ 590 ნმ-ზე ნაკლები ტალღის სიგრძეზე (ყვითელი შუქი); ლითიუმში ფოტოელექტრული ეფექტი გვხვდება კიდევ უფრო მოკლე ტალღის სიგრძეზე, დაწყებული 516 ნმ (მწვანე შუქი); ხოლო პლატინიდან ელექტრონების გამოყვანა ხილული სინათლის მოქმედებით საერთოდ არ ხდება და იწყება მხოლოდ მაშინ, როცა პლატინი დასხივდება ულტრაიისფერი სხივებით.

ფოტოელექტრული ეფექტის ეს თვისებები სრულიად აუხსნელია სინათლის კლასიკური ტალღური თეორიის თვალსაზრისით, რომლის მიხედვითაც ეფექტი უნდა განისაზღვროს (მოცემული ლითონისთვის) მხოლოდ ლითონის ზედაპირის მიერ შთანთქმული ენერგიის რაოდენობით დროის ერთეულზე, მაგრამ არ უნდა იყოს დამოკიდებული მეტალზე რადიაციის ინციდენტის ტიპზე. თუმცა, იგივე თვისებები იღებენ მარტივ და დამაჯერებელ ახსნას, თუ დავუშვებთ, რომ გამოსხივება შედგება ცალკეული ნაწილებისგან, ფოტონებისაგან, რომლებსაც აქვთ კარგად განსაზღვრული ენერგია.

სინამდვილეში, მეტალში ელექტრონი დაკავშირებულია ლითონის ატომებთან, ამიტომ გარკვეული რაოდენობის ენერგია უნდა დაიხარჯოს მის გამოსაყვანად. თუ ფოტონს აქვს ენერგიის საჭირო რაოდენობა (და ფოტონის ენერგია განისაზღვრება გამოსხივების სიხშირით), მაშინ ელექტრონი გამოიდევნება და შეინიშნება ფოტოელექტრული ეფექტი. მეტალთან ურთიერთქმედების პროცესში ფოტონი მთლიანად თმობს თავის ენერგიას ელექტრონს, რადგან ფოტონი არ შეიძლება დაიყოს ნაწილებად. ფოტონის ენერგია ნაწილობრივ დაიხარჯება ელექტრონსა და მეტალს შორის კავშირის გაწყვეტაზე, ნაწილობრივ კი ელექტრონს მოძრაობის კინეტიკური ენერგიის გადაცემაზე. ამრიგად, მეტალისგან ამოვარდნილი ელექტრონის მაქსიმალური კინეტიკური ენერგია არ შეიძლება იყოს სხვაობაზე მეტი ფოტონის ენერგიასა და ლითონის ატომებთან ელექტრონის შეკავშირების ენერგიას შორის. შესაბამისად, მეტალის ზედაპირზე ჩავარდნილი ფოტონების რაოდენობის მატებასთან ერთად დროის ერთეულზე (ანუ განათების ინტენსივობის მატებასთან ერთად), გაიზრდება მხოლოდ მეტალიდან გამოდევნილი ელექტრონების რაოდენობა, რაც გამოიწვევს ფოტოდენი, მაგრამ თითოეული ელექტრონის ენერგია არ გაიზრდება. თუ ფოტონის ენერგია ნაკლებია ელექტრონის გამოდევნისთვის საჭირო მინიმალურ ენერგიაზე, ფოტოელექტრული ეფექტი არ შეინიშნება მეტალზე მომხდარი ფოტონების ნებისმიერი რაოდენობისთვის, ე.ი. ნებისმიერი სინათლის ინტენსივობით.

სინათლის კვანტური თეორია, განვითარებული აინშტაინი, შეძლო აეხსნა არა მხოლოდ ფოტოელექტრული ეფექტის თვისებები, არამედ სინათლის ქიმიური მოქმედების კანონები, მყარი სხეულების სითბოს სიმძლავრის ტემპერატურული დამოკიდებულება და რიგი სხვა ფენომენები. იგი უკიდურესად სასარგებლო აღმოჩნდა ატომებისა და მოლეკულების სტრუქტურის შესახებ იდეების შემუშავებაში.

სინათლის კვანტური თეორიიდან გამომდინარეობს, რომ ფოტონს არ შეუძლია დაშლა: იგი მთლიანად ურთიერთქმედებს ლითონის ელექტრონთან, ატყდება მას ფირფიტიდან; მთლიანობაში ის ასევე ურთიერთქმედებს ფოტოფირის სინათლისადმი მგრძნობიარე სუბსტანციასთან, იწვევს მის დაბნელებას გარკვეულ წერტილში და ა.შ.. ამ თვალსაზრისით ფოტონი იქცევა ნაწილაკად, ე.ი. ავლენს კორპუსკულურ თვისებებს. თუმცა, ფოტონს აქვს ტალღური თვისებებიც: ეს გამოიხატება სინათლის გავრცელების ტალღურ ბუნებაში, ფოტონის ჩარევისა და დიფრაქციის უნარში. ფოტონი განსხვავდება ნაწილაკისგან ტერმინის კლასიკური გაგებით იმით, რომ მისი ზუსტი პოზიცია სივრცეში, ისევე როგორც ნებისმიერი ტალღის ზუსტი პოზიცია, შეუძლებელია დაზუსტდეს. მაგრამ ის ასევე განსხვავდება "კლასიკური" ტალღისგან - ნაწილებად დაყოფის შეუძლებლობისგან. კორპუსკულური და ტალღური თვისებების შერწყმით, ფოტონი, მკაცრად რომ ვთქვათ, არც ნაწილაკია და არც ტალღა - მას აქვს კორპუსკულარულ-ტალღური ორმაგობა.

ატომის სტრუქტურის პირველი მოდელი შემოგვთავაზა ჯ.ტომსონმა 1904 წელს, რომლის მიხედვითაც ატომი არის დადებითად დამუხტული სფერო მასში ჩადებული ელექტრონებით. მიუხედავად არასრულყოფილებისა, ტომსონის მოდელმა შესაძლებელი გახადა აეხსნა ატომების მიერ სინათლის ემისიის, შთანთქმის და გაფანტვის ფენომენები, ასევე დაედგინა ელექტრონების რაოდენობა მსუბუქი ელემენტების ატომებში.

ბრინჯი. 1. ატომი, ტომსონის მოდელის მიხედვით. ელექტრონები დადებითად დამუხტულ სფეროს შიგნით დგანან ელასტიური ძალებით. მათ, ვინც ზედაპირზეა, ადვილად შეუძლიათ "დაარტყა" და დატოვონ იონიზებული ატომი.

1. 2.2 რეზერფორდის მოდელი

ტომსონის მოდელი უარყო ე. რეზერფორდმა (1911), რომელმაც დაამტკიცა, რომ ატომის დადებითი მუხტი და თითქმის მთელი მასა კონცენტრირებულია მისი მოცულობის მცირე ნაწილში - ბირთვში, რომლის გარშემოც ელექტრონები მოძრაობენ (ნახ. 2).

ბრინჯი. 2. ატომის სტრუქტურის ეს მოდელი ცნობილია როგორც პლანეტარული, რადგან ელექტრონები მზის სისტემის პლანეტების მსგავსად ბრუნავენ ბირთვის გარშემო.

კლასიკური ელექტროდინამიკის კანონების მიხედვით, ბირთვის გარშემო წრეში ელექტრონის მოძრაობა სტაბილური იქნება, თუ კულონის მიზიდულობის ძალა ცენტრიდანული ძალის ტოლია. თუმცა, ელექტრომაგნიტური ველის თეორიის მიხედვით, ელექტრონები ამ შემთხვევაში უნდა მოძრაობდნენ სპირალურად, განუწყვეტლივ ასხივებენ ენერგიას და დაეცემა ბირთვს. თუმცა, ატომი სტაბილურია.

გარდა ამისა, ენერგიის უწყვეტი გამოსხივებით, ატომს უნდა ჰქონდეს უწყვეტი, უწყვეტი სპექტრი. სინამდვილეში, ატომის სპექტრი შედგება ცალკეული ხაზებისა და სერიებისგან.

ამრიგად, ეს მოდელი ეწინააღმდეგება ელექტროდინამიკის კანონებს და არ ხსნის ატომური სპექტრის ხაზოვან ბუნებას.

2.3. ბორის მოდელი

1913 წელს ნ. ბორმა წამოაყენა თავისი თეორია ატომის სტრუქტურის შესახებ, წინა იდეების სრულად უარყოფის გარეშე. ბორმა თავისი თეორია ორ პოსტულატს დააფუძნა.

პირველ პოსტულატში ნათქვამია, რომ ელექტრონს შეუძლია ბრუნოს ბირთვის გარშემო მხოლოდ გარკვეულ სტაციონარულ ორბიტებში. მათზე ყოფნისას ის არ ასხივებს და არ შთანთქავს ენერგიას (ნახ. 3).

ბრინჯი. 3. ბორის ატომის სტრუქტურის მოდელი. ატომის მდგომარეობის ცვლილება, როდესაც ელექტრონი ერთი ორბიტიდან მეორეზე გადადის.

ნებისმიერი სტაციონარული ორბიტის გასწვრივ მოძრაობისას ელექტრონის (E 1, E 2 ...) ენერგიის მიწოდება მუდმივი რჩება. რაც უფრო ახლოს არის ორბიტა ბირთვთან, მით უფრო დაბალია ელექტრონის ენერგიის რეზერვი Е 1 ˂ Е 2 …˂ Е n . ელექტრონის ენერგია ორბიტაზე განისაზღვრება განტოლებით:

სადაც m არის ელექტრონის მასა, h არის პლანკის მუდმივი, n არის 1, 2, 3… (n=1 1-ლი ორბიტისთვის, n=2 მე-2-სთვის და ა.შ.).

მეორე პოსტულატი ამბობს, რომ ერთი ორბიტიდან მეორეზე გადაადგილებისას ელექტრონი შთანთქავს ან ათავისუფლებს ენერგიის კვანტს (ნაწილს).

თუ ატომები ექვემდებარებიან გავლენას (გათბობა, გამოსხივება და ა.შ.), მაშინ ელექტრონს შეუძლია ენერგიის კვანტის შთანთქმა და ბირთვიდან უფრო შორს ორბიტაზე გადაადგილება (ნახ. 3). ამ შემთხვევაში საუბარია ატომის აღგზნებულ მდგომარეობაზე. ელექტრონის საპირისპირო გადასვლისას (ბირთვთან უფრო ახლოს ორბიტაზე) ენერგია გამოიყოფა გასხივოსნებული ენერგიის კვანტის - ფოტონის სახით. სპექტრში, ეს ფიქსირდება გარკვეული ხაზით. ფორმულის საფუძველზე

,

სადაც λ არის ტალღის სიგრძე, n = კვანტური რიცხვები, რომლებიც ახასიათებენ ახლო და შორს ორბიტებს, ბორმა გამოითვალა ტალღის სიგრძე ყველა სერიისთვის წყალბადის ატომის სპექტრში. მიღებული შედეგები შეესაბამებოდა ექსპერიმენტულ მონაცემებს. ცხადი გახდა უწყვეტი ხაზის სპექტრების წარმოშობა. ისინი ატომების მიერ ენერგიის გამოსხივების შედეგია ელექტრონების აღგზნებული მდგომარეობიდან სტაციონარულ მდგომარეობაში გადასვლისას. ელექტრონების გადასვლები პირველ ორბიტაზე ქმნიან ლიმანის სერიის სიხშირეების ჯგუფს, მე-2 - ბალმერის სერიებს, მე-3 პასშენის სერიას (ნახ. 4, ცხრილი 1).

ბრინჯი. 4. წყალბადის ატომის ელექტრონულ გადასვლებსა და სპექტრულ ხაზებს შორის შესაბამისობა.

ცხრილი 1

ბორის ფორმულის შემოწმება წყალბადის სპექტრის სერიებისთვის

თუმცა, ბორის თეორიამ ვერ ახსნა მულტიელექტრონული ატომების სპექტრებში ხაზების გაყოფა. ბორი გამოვიდა იქიდან, რომ ელექტრონი არის ნაწილაკი და გამოიყენა ნაწილაკებისთვის დამახასიათებელი კანონები ელექტრონის აღსაწერად. ამავდროულად, გროვდებოდა ფაქტები, რომლებიც აჩვენებდნენ, რომ ელექტრონს ასევე შეუძლია გამოავლინოს ტალღური თვისებები. კლასიკურ მექანიკას არ შეუძლია ახსნას მიკრო-ობიექტების მოძრაობა, რომლებსაც ერთდროულად აქვთ მატერიალური ნაწილაკების და ტალღის თვისებები. ეს პრობლემა გადაჭრა კვანტური მექანიკის მიერ - ფიზიკური თეორია, რომელიც შეისწავლის მიკრონაწილაკების მოძრაობისა და ურთიერთქმედების ზოგად ნიმუშებს ძალიან მცირე მასით (ცხრილი 2).

ცხრილი 2

ელემენტარული ნაწილაკების თვისებები, რომლებიც ქმნიან ატომს

ლექცია: ატომის პლანეტარული მოდელი

ატომის სტრუქტურა

ნებისმიერი ნივთიერების სტრუქტურის დასადგენად ყველაზე ზუსტი გზაა სპექტრული ანალიზი. ელემენტის თითოეული ატომის გამოსხივება ექსკლუზიურად ინდივიდუალურია. თუმცა, სანამ გავიგებთ, თუ როგორ ხდება სპექტრული ანალიზი, მოდით გავარკვიოთ, რა სტრუქტურა აქვს რომელიმე ელემენტის ატომს.

პირველი ვარაუდი ატომის აგებულების შესახებ წარმოადგინა ჯ.ტომსონმა. ეს მეცნიერი დიდი ხნის განმავლობაში სწავლობდა ატომებს. უფრო მეტიც, სწორედ მას ეკუთვნის ელექტრონის აღმოჩენა - რისთვისაც მან მიიღო ნობელის პრემია. მოდელს, რომელიც ტომსონმა შემოგვთავაზა, არაფერი ჰქონდა საერთო რეალობასთან, მაგრამ საკმაოდ ძლიერი სტიმული იყო რეზერფორდისთვის ატომის სტრუქტურის შესასწავლად. ტომსონის მიერ შემოთავაზებულ მოდელს „ქიშმიშის პუდინგი“ ეწოდა.

ტომსონს სჯეროდა, რომ ატომი არის მყარი ბურთი უარყოფითი ელექტრული მუხტით. ამის საკომპენსაციოდ, ქიშმიშის მსგავსად, ბურთში ელექტრონები ირევა. მთლიანობაში, ელექტრონების მუხტი ემთხვევა მთელი ბირთვის მუხტს, რაც ატომს ნეიტრალურს ხდის.

ატომის სტრუქტურის შესწავლისას გაირკვა, რომ მყარ სხეულებში ყველა ატომს აქვს რხევითი მოძრაობა. და, როგორც მოგეხსენებათ, ნებისმიერი მოძრავი ნაწილაკი ასხივებს ტალღებს. ამიტომ თითოეულ ატომს აქვს თავისი სპექტრი. თუმცა, ეს განცხადებები არანაირად არ ჯდებოდა ტომსონის მოდელში.

რეზერფორდის გამოცდილება

ტომსონის მოდელის დასადასტურებლად ან უარყოფისთვის, რეზერფორდმა შემოგვთავაზა ექსპერიმენტი, რომლის შედეგადაც ალფა ნაწილაკებით ზოგიერთი ელემენტის ატომს დაბომბვა. ამ ექსპერიმენტის შედეგად მნიშვნელოვანი იყო იმის დანახვა, თუ როგორ მოიქცეოდა ნაწილაკი.

ალფა ნაწილაკები აღმოაჩინეს რადიუმის რადიოაქტიური დაშლის შედეგად. მათი ნაკადები იყო ალფა სხივები, რომელთა თითოეულ ნაწილაკს დადებითი მუხტი ჰქონდა. მრავალი კვლევის შედეგად დადგინდა, რომ ალფა ნაწილაკი ჰელიუმის ატომს ჰგავს, რომელშიც ელექტრონები არ არის. არსებული ცოდნის გამოყენებით, ჩვენ ვიცით, რომ ალფა ნაწილაკი არის ჰელიუმის ბირთვი, ხოლო რეზერფორდი თვლიდა, რომ ეს იყო ჰელიუმის იონები.

თითოეულ ალფა ნაწილაკს ჰქონდა უზარმაზარი ენერგია, რის შედეგადაც მას შეეძლო დიდი სიჩქარით ფრენა განსახილველ ატომებთან. ამიტომ, ექსპერიმენტის მთავარი შედეგი იყო ნაწილაკების გადახრის კუთხის დადგენა.

ექსპერიმენტისთვის რეზერფორდმა გამოიყენა თხელი ოქროს ფოლგა. მან მიმართა მაღალსიჩქარიანი ალფა ნაწილაკებს მასზე. მან ივარაუდა, რომ ამ ექსპერიმენტის შედეგად ყველა ნაწილაკი გაფრინდებოდა ფოლგაში და მცირე გადახრებით. თუმცა, დანამდვილებით გასარკვევად, მან თავის სტუდენტებს დაავალა, შეემოწმებინათ, იყო თუ არა რაიმე დიდი გადახრები ამ ნაწილაკებში.

ექსპერიმენტის შედეგმა აბსოლუტურად ყველა გააოცა, რადგან ბევრი ნაწილაკი არა მხოლოდ გადახრილია საკმარისად დიდი კუთხით - ზოგიერთი გადახრის კუთხე 90 გრადუსზე მეტს აღწევდა.

ამ შედეგებმა აბსოლუტურად ყველა გააოცა, რეზერფორდმა თქვა, რომ ისეთი შეგრძნება იყო, თითქოს ჭურვების გზაზე ქაღალდის ნაჭერი იყო მოთავსებული, რომელიც არ აძლევდა ალფა ნაწილაკს შიგნით შეღწევის საშუალებას, რის შედეგადაც ის უკან დაბრუნდა.

თუ ატომი მართლაც მყარი იყო, მაშინ მას უნდა ჰქონდეს ელექტრული ველი, რამაც შეანელა ნაწილაკი. თუმცა, მინდვრის სიძლიერე არ იყო საკმარისი იმისათვის, რომ მთლიანად შეეჩერებინა, რომ აღარაფერი ვთქვათ უკან დაეხია. ეს ნიშნავს, რომ ტომსონის მოდელი უარყვეს. ასე რომ, რეზერფორდმა ახალ მოდელზე დაიწყო მუშაობა.

რეზერფორდის მოდელი

ექსპერიმენტის ამ შედეგის მისაღებად საჭიროა დადებითი მუხტის უფრო მცირე რაოდენობით კონცენტრირება, რის შედეგადაც წარმოიქმნება უფრო დიდი ელექტრული ველი. ველის პოტენციალის ფორმულის გამოყენებით შეგიძლიათ განსაზღვროთ დადებითი ნაწილაკის საჭირო ზომა, რომელსაც შეუძლია ალფა ნაწილაკის საპირისპირო მიმართულებით მოგერიება. მისი რადიუსი უნდა იყოს მაქსიმალური 10 -15 მ. ამიტომაც რეზერფორდმა შემოგვთავაზა ატომის პლანეტარული მოდელი.

ამ მოდელს ასე ეწოდა მიზეზი. ფაქტია, რომ ატომის შიგნით არის დადებითად დამუხტული ბირთვი, მზის სისტემაში მზის მსგავსი. ელექტრონები ბირთვის გარშემო პლანეტების მსგავსად ბრუნავენ. მზის სისტემა ისეა მოწყობილი, რომ პლანეტები მზეს მიზიდულობენ გრავიტაციული ძალების დახმარებით, თუმცა ისინი არ ცვივა მზის ზედაპირზე არსებული სიჩქარის შედეგად, რომელიც მათ ორბიტაზე აკავებს. იგივე ხდება ელექტრონებთან დაკავშირებით - კულონის ძალები იზიდავს ელექტრონებს ბირთვში, მაგრამ ბრუნვის გამო ისინი არ ცვივა ბირთვის ზედაპირზე.

ტომსონის ერთი ვარაუდი აბსოლუტურად სწორი აღმოჩნდა - ელექტრონების მთლიანი მუხტი შეესაბამება ბირთვის მუხტს. თუმცა, ძლიერი ურთიერთქმედების შედეგად ელექტრონები შეიძლება ამოვარდეს ორბიტიდან, რის შედეგადაც მუხტი არ კომპენსირებულია და ატომი იქცევა დადებითად დამუხტულ იონად.

ძალიან მნიშვნელოვანი ინფორმაცია ატომის სტრუქტურასთან დაკავშირებით არის ის, რომ ატომის თითქმის მთელი მასა კონცენტრირებულია ბირთვში. მაგალითად, წყალბადის ატომს აქვს მხოლოდ ერთი ელექტრონი, რომლის მასა ათასნახევარზე მეტია, ვიდრე ბირთვის მასა.