Tshawb nrhiav hauv thaj chaw ntawm cov qauv atomic tau dhau los ua ib kauj ruam tseem ceeb hauv kev txhim kho physics. Rutherford tus qauv yog qhov tseem ceeb heev. Lub atom raws li ib qho system thiab cov khoom uas ua rau nws tau kawm ntau dua thiab meej. Qhov no ua rau muaj kev vam meej ntawm kev tshawb fawb xws li nuclear physics.
Ancient tswv yim txog cov qauv ntawm teeb meem
Qhov kev xav tias lub cev ib puag ncig yog tsim los ntawm cov khoom me tshaj plaws tau tsim nyob rau lub sijhawm qub. Cov neeg xav ntawm lub sijhawm ntawd sawv cev rau lub atom ua qhov tsawg tshaj plaws thiab tsis pom qhov ntawm txhua yam khoom. Lawv sib cav hais tias tsis muaj ib yam dab tsi hauv lub qab ntuj khwb me dua ib lub atom. Cov kev xav zoo li no tau tuav los ntawm cov kws tshawb fawb Greek thaum ub thiab cov kws tshawb fawb - Democritus, Lucretius, Epicurus. Cov kev xav ntawm cov neeg xav no niaj hnub no koom ua ke hauv lub npe "Ancient atomism".
Medieval kev ua yeeb yam
Lub sijhawm qub txeeg qub teg tau dhau mus, thiab hauv Hnub Nyoog Nrab Hnub nyoog kuj muaj cov kws tshawb fawb uas tau ua ntau yam kev xav txog cov qauv ntawm cov khoom. Txawm li cas los xij, qhov tseem ceeb ntawm kev ntseeg philosophical views thiab lub hwj chim ntawm pawg ntseeg nyob rau hauv lub sij hawm ntawm keeb kwm yog nyob rau hauv lub hauv paus.suppressed tej kev sim thiab aspirations ntawm tib neeg lub siab rau materialistic scientific xaus lus thiab discoveries. Raws li koj paub, lub Medieval Inquisition coj tus cwj pwm tsis zoo nrog cov neeg sawv cev ntawm lub ntiaj teb kev tshawb fawb ntawm lub sijhawm ntawd. Nws tseem yuav tsum tau hais tias lub siab ci ntsa iab tau muaj lub tswv yim uas los ntawm ancient sij hawm txog qhov tsis pom kev ntawm atom.
18-19th caug xyoo kev tshawb fawb
Lub xyoo pua 18th tau cim los ntawm kev tshawb pom loj hauv thaj chaw ntawm cov qauv tsim ntawm cov teeb meem. Ua tsaug ntau rau kev siv zog ntawm cov kws tshawb fawb xws li Antoine Lavoisier, Mikhail Lomonosov thiab John D alton. Kev ywj pheej ntawm ib leeg, lawv muaj peev xwm ua pov thawj tias atoms tiag tiag. Tab sis cov lus nug ntawm lawv cov qauv sab hauv tseem qhib. Qhov kawg ntawm lub xyoo pua 18th tau cim los ntawm qhov xwm txheej tseem ceeb hauv lub ntiaj teb kev tshawb fawb raws li kev tshawb pom ntawm lub sijhawm ntawm cov tshuaj lom neeg los ntawm D. I. Mendeleev. Qhov no yog qhov muaj zog heev ntawm lub sijhawm ntawd thiab rub daim ntaub thaiv kev nkag siab tias txhua lub atoms muaj ib qho xwm txheej, uas lawv muaj feem cuam tshuam rau ib leeg. Tom qab ntawd, nyob rau hauv lub xyoo pua puv 19, lwm kauj ruam tseem ceeb ntawm kev nthuav tawm cov qauv ntawm lub atom yog cov pov thawj tias ib qho ntawm lawv muaj ib qho hluav taws xob. Cov hauj lwm ntawm cov kws tshawb fawb ntawm lub sijhawm no tau npaj cov av zoo rau kev tshawb pom ntawm lub xyoo pua 20th.
Thomson txoj kev sim
Tus kws tshawb fawb Askiv Askiv John Thomson tau ua pov thawj hauv xyoo 1897 tias atoms muaj cov khoom siv hluav taws xob nrog cov nqi tsis zoo. Nyob rau theem no, cov tswv yim cuav uas lub atom yog qhov txwv ntawm kev faib tawm ntawm txhua yam khoom raug puas tsuaj thaum kawg. Yuav ua li casThomson puas muaj peev xwm ua pov thawj qhov muaj nyob ntawm electrons? Hauv nws qhov kev sim, tus kws tshawb fawb tau tso cov electrodes hauv cov pa roj uas tsis tshua muaj thiab dhau los ntawm hluav taws xob tam sim no. Qhov tshwm sim yog cathode rays. Thomson ua tib zoo kawm lawv cov yam ntxwv thiab pom tias lawv yog cov kwj ntawm cov khoom siv hluav taws xob uas txav ntawm qhov nrawm. Tus kws tshawb fawb muaj peev xwm xam qhov loj ntawm cov khoom no thiab lawv cov nqi. Nws kuj pom tau tias lawv tsis tuaj yeem hloov mus rau hauv cov khoom nruab nrab, vim tias cov nqi hluav taws xob yog lub hauv paus ntawm lawv qhov xwm txheej. Qhov no yog li cas electrons tau pom. Thomson kuj yog tus tsim lub ntiaj teb thawj tus qauv ntawm cov qauv ntawm lub atom. Raws li nws, ib qho atom yog ib pawg ntawm cov teeb meem uas muaj txiaj ntsig zoo, uas cov hluav taws xob tsis zoo raug xa tawm sib npaug. Cov qauv no piav qhia txog qhov nruab nrab nruab nrab ntawm cov atoms, txij li cov nqi sib npaug sib npaug. Cov kev sim ntawm John Thomson tau dhau los ua qhov tseem ceeb rau kev kawm ntxiv ntawm cov qauv ntawm lub atom. Txawm li cas los xij, ntau cov lus nug tseem tsis tau teb.
Rutherford Research
Thomson nrhiav pom muaj cov khoom siv hluav taws xob, tab sis nws nrhiav tsis tau cov khoom zoo hauv lub atom. Ernest Rutherford tau kho qhov kev nkag siab tsis zoo no hauv xyoo 1911. Thaum lub sij hawm sim, kawm txog kev ua ntawm alpha hais nyob rau hauv gases, nws nrhiav tau hais tias muaj zoo nqi particles nyob rau hauv lub atom. Rutherford pom tias thaum cov hluav taws xob dhau los ntawm cov pa roj lossis los ntawm cov phaj hlau nyias, ib qho me me ntawm cov khoom sib txawv ntawm qhov kev txav mus los. Lawv raug muab pov tseg rov qab. Tus kws tshawb fawb kwv yees li ntawdtus cwj pwm no tau piav qhia los ntawm kev sib tsoo nrog cov khoom muaj txiaj ntsig zoo. Cov kev sim no tau tso cai rau tus kws kho mob kom tsim Rutherford tus qauv ntawm cov qauv ntawm lub atom.
Planetary Model
Tam sim no tus kws tshawb fawb lub tswv yim txawv me ntsis ntawm qhov kev xav tau los ntawm John Thomson. Lawv cov qauv ntawm cov atom kuj ua txawv. Rutherford qhov kev paub tau tso cai rau nws los tsim txoj kev xav tshiab hauv cheeb tsam no. Qhov kev tshawb pom ntawm tus kws tshawb fawb tau txiav txim siab tseem ceeb rau kev txhim kho ntxiv ntawm physics. Rutherford tus qauv piav qhia txog lub atom ua ib lub nucleus nyob rau hauv qhov chaw, thiab cov electrons tsiv mus nyob ib ncig ntawm nws. Lub nucleus muaj tus nqi zoo, thiab cov electrons muaj qhov tsis zoo. Rutherford tus qauv ntawm lub atom xav tias kev sib hloov ntawm cov hluav taws xob nyob ib ncig ntawm lub nucleus raws li qee qhov trajectories - orbits. Qhov kev tshawb pom ntawm tus kws tshawb fawb tau pab piav qhia vim li cas rau qhov sib txawv ntawm alpha hais thiab dhau los ua lub zog rau txoj kev loj hlob ntawm nuclear kev xav ntawm lub atom. Hauv Rutherford tus qauv ntawm lub atom, muaj qhov sib piv nrog kev txav ntawm cov ntiaj chaw ntawm lub hnub ci nyob ib puag ncig lub hnub. Qhov no yog qhov sib piv tiag tiag thiab tiag tiag. Yog li ntawd, tus qauv Rutherford, uas lub atom txav ib ncig ntawm lub nucleus nyob rau hauv lub orbit, hu ua planetary.
Ua haujlwm los ntawm Niels Bohr
Ob xyoos tom qab, Danish physicist Niels Bohr sim ua ke cov tswv yim hais txog cov qauv ntawm lub atom nrog lub quantum zog ntawm lub teeb flux. Rutherford tus qauv nuclear ntawm lub atom tau muab los ntawm tus kws tshawb fawb los ua lub hauv paus ntawm nws txoj kev xav tshiab. Raws li Bohr, atoms revolve nyob ib ncig ntawm lub nucleus nyob rau hauv ncig orbits. Xws li ib tug trajectory ntawm kev txav mus rau accelerationelectrons. Tsis tas li ntawd, Coulomb kev sib cuam tshuam ntawm cov khoom no nrog lub hauv paus ntawm lub atom yog nrog los ntawm kev tsim thiab kev siv lub zog los tswj lub spatial electromagnetic teb tshwm sim los ntawm kev txav ntawm electrons. Nyob rau hauv cov xwm txheej zoo li no, cov khoom tsis zoo yuav tsum muaj ib hnub poob rau hauv lub nucleus. Tab sis qhov no tsis tshwm sim, uas qhia tias muaj kev ruaj ntseg ntau dua ntawm atoms raws li cov tshuab. Niels Bohr pom tau hais tias cov kev cai ntawm classical thermodynamics piav los ntawm Maxwell qhov sib npaug tsis ua hauj lwm hauv intraatomic tej yam kev mob. Yog li ntawd, tus kws tshawb fawb tau teeb tsa nws tus kheej txoj haujlwm ntawm kev muab cov qauv tshiab uas yuav siv tau hauv lub ntiaj teb ntawm cov khoom me me.
Bohr's postulates
Feem ntau vim yog qhov tseeb tias Rutherford tus qauv muaj, lub atom thiab nws cov khoom tau kawm tau zoo, Niels Bohr muaj peev xwm mus txog qhov tsim ntawm nws cov postulates. Thawj ntawm lawv hais tias lub atom muaj nyob ruaj ruaj, nyob rau hauv uas nws tsis hloov nws lub zog, thaum lub electrons txav nyob rau hauv orbits tsis hloov lawv trajectory. Raws li qhov thib ob postulate, thaum ib qho hluav taws xob txav ntawm ib lub orbit mus rau lwm qhov, lub zog tawm los yog nqus tau. Nws yog sib npaug rau qhov sib txawv ntawm lub zog ntawm lub xeev yav dhau los thiab tom ntej ntawm lub atom. Nyob rau hauv cov ntaub ntawv no, yog hais tias lub electron dhia mus rau lub orbit los ze zog mus rau lub nucleus, lub zog (photon) yog emissions, thiab vice versa. Txawm tias muaj tseeb hais tias lub zog ntawm electrons bears me ntsis zoo ib yam li ib tug orbital trajectory nyob nruj nreem nyob rau hauv ib lub voj voog, Bohr qhov kev tshawb pom muab ib qho kev piav qhia zoo heev rau lub hav zoov ntawm kev txiav txim.spectrum ntawm hydrogen atom. Nyob ib ncig ntawm tib lub sijhawm, physicists Hertz thiab Frank, uas nyob hauv lub tebchaws Yelemes, tau lees paub cov lus qhia ntawm Niels Bohr txog qhov muaj nyob ruaj khov, ruaj khov lub xeev ntawm lub atom thiab muaj peev xwm hloov cov txiaj ntsig ntawm atomic zog.
Kev koom tes ntawm ob tus kws tshawb fawb
Los ntawm txoj kev, Rutherford tsis tuaj yeem txiav txim siab tus nqi ntawm lub nucleus rau lub sijhawm ntev. Cov kws tshawb fawb Marsden thiab Geiger tau sim rov kuaj xyuas cov nqe lus ntawm Ernest Rutherford thiab, raws li cov lus qhia ntxaws thiab ceev faj txog kev sim thiab suav, tuaj txog qhov xaus tias nws yog lub nucleus uas yog tus yam ntxwv tseem ceeb tshaj plaws ntawm lub atom, thiab tag nrho nws cov nqi. yog concentrated nyob rau hauv nws. Tom qab ntawd nws tau ua pov thawj tias tus nqi ntawm tus nqi ntawm cov nucleus yog tus lej sib npaug ntawm tus lej ntawm cov khoom nyob rau hauv lub sijhawm ntawm cov ntsiab lus ntawm D. I. Mendeleev. Interestingly, Niels Bohr tsis ntev tau ntsib Rutherford thiab pom zoo nrog nws cov kev xav. Tom qab ntawd, cov kws tshawb fawb tau ua haujlwm ua ke ntev hauv tib lub chaw sim. Rutherford tus qauv, lub atom raws li ib tug system muaj xws li cov ntsiab lus them nqi - tag nrho cov no Niels Bohr suav hais tias ncaj ncees thiab mus ib txhis tso tseg nws cov qauv hluav taws xob. Kev sib koom ua ke ntawm kev tshawb fawb ntawm cov kws tshawb fawb tau ua tiav thiab ua tiav cov txiv hmab txiv ntoo. Txhua tus ntawm lawv delved mus rau hauv txoj kev tshawb no ntawm cov khoom ntawm elementary hais thiab ua qhov tseem ceeb discoveries rau science. Rutherford tom qab tshawb pom thiab ua pov thawj qhov muaj peev xwm ntawm nuclear decomposition, tab sis qhov no yog lub ntsiab lus rau lwm tsab xov xwm.
