38_Modeli_atoma_Tomsona_i_Rezerforda_lineychaty_spektr_atomov

Модели атома Томсона и Резерфорда, линейчатый спектр атомов.

Для объяснения спектров атомов были предложены различные модели атомов.

В 1903 году английский физик Томсон предложил модель атома, представляющую собой непрерывно заряженный положительный шар радиусом 10^-10м, в которую вкраплены электроны. Суммарный отрицательный заряд, равен положительному заряду шара и поэтому атом нейтрален.

Однако, в 1911 году английский физик Резерфорд своими опытами по рассеянию - частиц опровергает утверждение Томсона о непрерывном распределении положительного заряда внутри шара. В своем опыте Резерфорд обнаружил, что при прохождении - частиц через золотую фольгу толщиной 1мкм основная их часть испытывает незначительные отклонения, но некоторые - частицы (примерно одна из 20000) отклоняются на углы равные . На основании этих исследований Резерфорд предложил планетарную модель атома. Согласно этой модели в центре атома находится положительно заряженное ядро, имеющие размеры м. Вокруг ядра по орбитам вращаются электроны. Число электронов равно заряду ядра.

Столкновение с ядром - частиц происходят крайне редко из-за его малых размеров. Но планетарная модель оказалась в противоречии с законами классической механики и электродинамики:

Вращающийся электрон имеет заряд, движется он ускоренно и поэтому должен излучать. Излучая энергию, он приближается к ядру по спирали. Расчеты показывают, что он упадет на ядро через с. То есть атом Резерфорда не устойчив.

По мере приближения к ядру радиус траектории электрона убывает. Момент инерции его убывает. Но по закону сохранения момента импульса .Так как непрерывно убывает, должно расти. Поэтому спектр излучения должен быть сплошным, а не линейчатым.

Таким образом, планетарная модель атома не могла объяснить ни устойчивость атома, ни характер спектра.

Исследование состава электромагнитного излучения разреженных газов (например, в газоразрядной трубке) показали, что каждому из них присущ определенный дискретный набор излучаемых частот (длин волн) – линейчатый спектр. Каждый атом разреженного газа можно считать не взаимодействующим с другими атомами. Следовательно, линейчатые спектры свойственны отдельным атомам вещества.

Группа спектральных линий в атомном спектре, частоты которых подчиняются определенной закономерности, называется спектральной серией.

Наиболее четко спектральные серии выделяются в спектрах атома водорода и водородоподобных атомов.