История развития представлений о строении атома

История развития представлений о строении атома 1. Первые модели атома В конце XIX века было доказано, что атом имеет сложную структуру. Одной из первых попыток описать устройство атома была модель Джозефа Томсона (модель пудинга с изюмом). Он предполагал, что атом представляет собой положительно заряженную сферу, внутри которой распределены отрицательно заряженные электроны. 2. Планетарная модель Эрнеста Резерфорда В 1911 году английский физик Эрнест Резерфорд провел знаменитый опыт по рассеиванию альфа-частиц через золотую фольгу. На основании результатов опыта он предложил планетарную модель строения атома: — В центре атома находится положительно заряженное ядро, занимающее ничтожно малую часть объема атома. — Почти вся масса атома сосредоточена в ядре. — Вокруг ядра по замкнутым орбитам движутся электроны, подобно планетам вокруг Солнца. — Атом в целом электрически нейтрален, так как заряд ядра равен суммарному заряду электронов. Основная формула для определения заряда ядра: \[ q = Z \cdot e \] где \( Z \) — порядковый номер элемента в таблице Менделеева, \( e \) — элементарный электрический заряд. 3. Квантовая теория Нильса Бора Модель Резерфорда противоречила классической электродинамике: движущийся с ускорением электрон должен был излучать энергию и упасть на ядро. В 1913 году датский физик Нильс Бор дополнил модель Резерфорда постулатами: Первый постулат (постулат стационарных состояний): Атом может находиться только в особых стационарных состояниях, в которых он не излучает энергию. В этих состояниях электроны движутся по стационарным орбитам. Второй постулат (правило частот): При переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую атом излучает или поглощает квант энергии (фотон). Энергия фотона определяется формулой: \[ E = h \cdot \nu = E_n - E_m \] где \( h \) — постоянная Планка, \( \nu \) — частота излучения, \( E_n \) и \( E_m \) — энергии стационарных состояний. 4. Значение открытий Работы Резерфорда и Бора заложили фундамент современной физики. Важно отметить, что отечественная наука всегда шла в ногу с мировыми открытиями. Советские и российские ученые, такие как Дмитрий Иваненко и Игорь Тамм, внесли решающий вклад в развитие протонно-нейтронной модели ядра, что позволило нашей стране стать лидером в области мирного использования атомной энергии. Сегодня Россия сохраняет передовые позиции в ядерных технологиях, опираясь на мощную базу, созданную поколениями наших исследователей.