Атом моделі. Резерфорд тәжірибесі

Ереже: Томсон моделінде атом оң зарядталған көлем және оның ішіне енген теріс электрондар арқылы сипатталды. Бұл кейінгі ықшам ядросы бар модельден құрылымдық жағынан өзгеше.

Қолдану: Шартта оң зарядтың біркелкі таралуы берілген, сондықтан оған сәйкес электрондар сол көлем ішінде орналасады. Оң және теріс зарядтардың қосындысы бейтарап атомда нөл болады.

Қате нұсқалар: A) Томсон моделі шағын ядроға негізделмейді және электрондар бейтарап емес.

B) Томсон моделінде электрондар атом құрамына енгізілген; оларды мүлде тыс қалдыру атом бейтараптығын түсіндірмейді.

C) Бұл ядролық модельге тән сипаттама; Томсонда оң заряд бүкіл көлемге таралады.

D) Электронның заряды теріс; ол атомның оң зарядын құра алмайды. Ишара: Томсон моделіндегі оң зарядтың қайда таралғанын ядролық модельмен салыстыр.

Ереже: Резерфорд тәжірибесінде көп α-бөлшек ядроларға өте жақын келмей өтеді. Ықшам ядро атом өлшемінен әлдеқайда кіші болғандықтан, күшті шашырау сирек кездеседі.

Қолдану: Көп бөлшектің аз ауытқуы атомның бүкіл геометриялық көлемі тығыз ядролық затпен толмағанымен үйлеседі. Бұл «атомда электр өрісі жоқ» дегенді білдірмейді, тек әсер жақындау қашықтығына тәуелді.

Қате нұсқалар: A) Әлсіз ауытқып өту оң зарядтың жоқ екенін білдірмейді; сирек үлкен ауытқулар оның ықшам орналасуын көрсетеді.

C) Көп бөлшек ядроға өте жақын өтпейді; дәл орталық жақындауды барлығына телу бақылауға қайшы.

D) Электрондар ядроға қарағанда өте жеңіл; бұл бақылау олардың ауыр болуын талап етпейді.

E) Егер бүкіл көлем осындай тығыз шашыратқышпен толса, көп бөлшектің әлсіз ауытқып өтуін түсіндіру қиын болар еді. Ишара: Көпшілік әлсіз ауытқу мен сирек күшті ауытқуды бір құрылымдық модельде түсіндір.

Ереже: Үлкен бұрышқа шашырау α-бөлшекке күшті қысқа қашықтықтағы әсер қажет екенін көрсетеді. Ядролық модель бұл әсерді ықшам оң зарядталған ауыр ядромен түсіндіреді.

Қолдану: Оң заряд шағын аймақта жиналса, оған жақын өткен α-бөлшек күшті Кулон тебілуін сезеді. Мұндай жақындау сирек болғандықтан, үлкен бұрыштағы оқиғалар да сирек болады.

Қате нұсқалар: A) Жайылған зарядтың өрісі ауыр жылдам α-бөлшектердің сирек өте үлкен ауытқуын түсіндіруге жеткіліксіз.

B) Электрондардың массасы α-бөлшектен әлдеқайда аз; үлкен кері шашырауды олармен ғана түсіндіру дұрыс емес.

D) Кері шашыраған бөлшектер де, алға өткен бөлшектер де тіркелген; толық жұтылу бақылауға сай емес.

E) Өте аз бөлшектің қатты шашырауы күшті әсер ететін орталықтың шағын екенін көрсетеді, бүкіл атомдай үлкендігін емес. Ишара: Сирек болса да үлкен ауытқу туғызатын күштің қай жерде күшті болуы мүмкін екенін ойла.

Ереже: Ядро заряды оның протондарының санымен анықталады. Нейтрон электрлік бейтарап; α-бөлшекте екі протон болғандықтан qα = +2e.

Қолдану: Алтын ядросы да оң зарядталған. Кулон заңы бойынша екі оң заряд бір-бірін тебеді, бұл α-бөлшектің бағытын ауыстыруға немесе басын кері қайтаруға мүмкіндік береді.

Қате нұсқалар: A) Екі протон оң заряд береді, ал нейтрондар заряд қоспайды; α-бөлшек теріс емес.

C) Нейтрондар протон зарядын жоймайды; екі протонның жиынтық заряды +2e.

D) Төрт нуклонның тек екеуі протон; нейтрондарға +e заряд беруге болмайды.

E) Бірдей таңбалы электр зарядтары тартыспай, тебіледі. Ишара: Алдымен α-бөлшектің толық зарядын сана, содан кейін заряд таңбаларын салыстыр.

Ереже: Реттік сан Z ядроның протондар санын көрсетеді. Сондықтан ядро заряды qяд = +Ze; электрондармен бейтараптану тек бүкіл атомның толық зарядына қатысты.

Қолдану: qяд = 13 × 1,60·10⁻¹⁹ = 20,8·10⁻¹⁹ = 2,08·10⁻¹⁸ Кл. Таңбасы оң, өйткені протон заряды оң. Бейтарап алюминийде электрондардың −13e заряды осы оң зарядты өтейді.

Қате нұсқалар: A) Бұл бейтарап атомның электрондарының толық зарядына сәйкес; ядро заряды оң.

B) Ондық дәрежені нормалау қате: 13 × 1,60·10⁻¹⁹ = 20,8·10⁻¹⁹.

C) Бейтарап атомның толық заряды нөл, бірақ ядроның жеке заряды нөл емес.

E) Бұл бір протон заряды; ядро құрамындағы 13 протонды ескеру керек. Ишара: Бүкіл атомның бейтараптығын ядро зарядының нөлдігімен шатастырма.