Атомдук түзүлүш жаатындагы ачылыштар физиканын өнүгүшүндөгү маанилүү кадам болуп калды. Резерфорддун модели чоң мааниге ээ болгон. Атом система катары жана аны түзгөн бөлүкчөлөр дагы так жана кылдат изилденди. Бул ядролук физика сыяктуу илимдин ийгиликтүү өнүгүшүнө алып келди.
Заттын түзүлүшү жөнүндөгү байыркы ойлор
Айланадагы денелер эң кичинекей бөлүкчөлөрдөн турат деген божомол байыркы убакта эле жасалган. Ал кездеги ойчулдар атомду ар кандай заттын эң кичинекей жана бөлүнгүс бөлүкчөсү катары көрсөтүшкөн. Алар ааламда атомдон кичине эч нерсе жок экенин айтышкан. Мындай көз караштарды байыркы гректердин улуу окумуштуулары жана философтору – Демокрит, Лукреций, Эпикур кармашкан. Бул ойчулдардын гипотезалары бүгүнкү күндө "байыркы атомизм" деген ат менен бириктирилген.
Орто кылымдагы спектаклдер
Байыркы доорлор өтүп, орто кылымдарда заттардын түзүлүшүнө ар кандай божомолдорду айткан окумуштуулар да болгон. Анткен менен тарыхтын ошол мезгилиндеги диний философиялык көз караштардын үстөмдүгү жана чиркөөнүн күчү тамырында.адамдын акыл-эсинин материалисттик илимий корутундуларга жана ачылыштарга болгон ар кандай аракеттерин жана умтулуусун басып. Белгилүү болгондой, орто кылымдардагы инквизиция ошол кездеги илим дүйнөсүнүн өкүлдөрү менен өтө достук мамиледе эмес. Ошол кездеги жаркыраган акыл-эстерде атомдун бөлүнбөстүгү жөнүндө байыркы замандан бери келе жаткан түшүнүк болгон деп айтууга болот.
18-19-кылымдагы изилдөөлөр
18-кылым материянын элементардык түзүлүшү жаатында олуттуу ачылыштар менен коштолгон. Антуан Лавуазье, Михаил Ломоносов жана Джон Далтон сыяктуу окумуштуулардын куч-аракетинин аркасында. Алар бири-биринен көз карандысыз, атомдордун чындап бар экенин далилдей алышкан. Бирок алардын ички түзүлүшү боюнча маселе ачык бойдон калды. 18-кылымдын аягы Д. И. Менделеевдин химиялык элементтердин мезгилдик системасынын ачылышы сыяктуу илимий дүйнөдөгү олуттуу окуя менен белгиленди. Бул ошол кездеги чындап эле күчтүү ачылыш болду жана бардык атомдордун бир табиятка ээ экенин, алар бири-бири менен байланышта экенин түшүнүүнүн пардасын көтөрдү. Кийинчерээк, 19-кылымда атомдун түзүлүшүн чечүүгө карай дагы бир маанилүү кадам булардын ар биринде электрондун бар экендигинин далили болду. Бул мезгилдеги илимпоздордун эмгектери 20-кылымдын ачылыштары үчүн жакшы шарт түздү.
Томсондун эксперименттери
Англис физиги Джон Томсон 1897-жылы атомдордо терс заряддуу электрондор бар экенин далилдеген. Бул этапта атом кандайдыр бир заттын бөлүнүү чеги деген жалган ойлор акыры жок кылынды. КандайчаТомсон электрондордун бар экенин далилдей алган? Окумуштуу өзүнүн эксперименттеринде электроддорду өтө сейрек кездешүүчү газдарга жайгаштырып, электр тогун өткөргөн. Натыйжада катод нурлары пайда болгон. Томсон алардын өзгөчөлүктөрүн кылдат изилдеп чыгып, алар чоң ылдамдыкта кыймылдаган заряддуу бөлүкчөлөрдүн агымы экенин аныктады. Окумуштуу бул бөлүкчөлөрдүн массасын жана алардын зарядын эсептей алган. Ал ошондой эле аларды нейтралдуу бөлүкчөлөргө айландыруу мүмкүн эместигин аныктады, анткени алардын табиятынын негизи электр заряды болуп саналат. Электрондор ушундайча ачылган. Томсон ошондой эле атомдун түзүлүшүнүн дүйнөдөгү биринчи моделинин жаратуучусу. Ага ылайык, атом терс заряддуу электрондор тегиз таралган оң заряддуу заттардын жыйындысы. Бул түзүлүш атомдордун жалпы нейтралдуулугун түшүндүрөт, анткени карама-каршы заряддар бири-бирин тең салмактайт. Джон Томсондун эксперименттери атомдун түзүлүшүн андан ары изилдөө үчүн баа жеткис баалуу болуп калды. Бирок көптөгөн суроолор жоопсуз калды.
Рутерфорд изилдөөсү
Томсон электрондордун бар экенин ачкан, бирок атомдо оң заряддуу бөлүкчөлөрдү таба алган эмес. Эрнест Рутерфорд бул түшүнбөстүктү 1911-жылы оңдогон. Эксперименттердин жүрүшүндө газдардагы альфа бөлүкчөлөрүнүн активдүүлүгүн изилдеп, атомдо оң заряддуу бөлүкчөлөр бар экенин аныктаган. Резерфорд нурлар газдан же ичке металл пластинкадан өткөндө аз сандагы бөлүкчөлөр кыймылдын траекториясынан кескин четтеп кетээрин көргөн. Алар түзмө-түз артка ыргытылган. Окумуштуу муну болжолдогонбул жүрүм оң заряддуу бөлүкчөлөр менен кагылышуу менен түшүндүрүлөт. Мындай эксперименттер физикке атомдун түзүлүшүнүн Рутерфорддун моделин түзүүгө мүмкүндүк берди.
Планетар модели
Эми окумуштуунун идеялары Джон Томсондун божомолдорунан бир аз башкачараак болчу. Алардын атом моделдери да башкача болуп калды. Рутерфорддун тажрыйбасы ага бул жаатта таптакыр жаңы теория түзүүгө мүмкүндүк берди. Окумуштуунун ачылыштары физиканын мындан аркы енугушу учун чечуучу мааниге ээ болгон. Резерфорддун модели атомду борбордо жайгашкан ядро жана анын айланасында кыймылдаган электрондор катары сүрөттөйт. Ядро оң зарядга ээ, ал эми электрондор терс зарядга ээ. Резерфорддун атом модели электрондордун ядронун айланасында белгилүү траекториялар – орбиталар боюнча айлануусун болжолдогон. Окумуштуунун ачылышы альфа бөлүкчөлөрүнүн четтөө себебин түшүндүрүүгө жардам берип, атомдун ядролук теориясын өнүктүрүүгө түрткү болду. Резерфорддун атом моделинде Күн системасынын планеталарынын күндүн айланасындагы кыймылына окшоштук бар. Бул абдан так жана жандуу салыштыруу. Ошондуктан, атомдун ядронун айланасында орбитада кыймылдаган Резерфорд модели планетардык деп аталды.
Нилс Бордун эмгектери
Эки жылдан кийин даниялык физик Нильс Бор атомдун түзүлүшү жөнүндөгү идеяларды жарык агымынын кванттык касиеттери менен айкалыштырууга аракет кылган. Рутерфорддун атомдун ядролук моделин окумуштуу өзүнүн жаңы теориясынын негизи катары койгон. Бордун айтымында, атомдор ядронун айланасында тегерек орбиталарда айланат. Кыймылдын мындай траекториясы ылдамданууга алып келетэлектрондор. Кошумчалай кетсек, бул бөлүкчөлөрдүн атомдун борбору менен кулондук өз ара аракеттенүүсү электрондордун кыймылынан келип чыккан мейкиндик электромагниттик талааны кармап туруу үчүн энергияны түзүү жана керектөө менен коштолот. Мындай шарттарда терс заряддуу бөлүкчөлөр бир күнү ядрого түшүшү керек. Бирок мындай болбойт, бул атомдордун система катары туруктуулугун көрсөтөт. Нильс Бор Максвеллдин теңдемелери менен сүрөттөлгөн классикалык термодинамикалык мыйзамдардын атом ичиндеги шарттарда иштебей турганын түшүнгөн. Ошондуктан илимпоз өзүнө элементардык бөлүкчөлөр дүйнөсүндө жарактуу боло турган жаңы үлгүлөрдү чыгаруу милдетин койду.
Бордун постулаттары
Негизинен Резерфорддун модели бар болгондуктан, атом жана анын компоненттери жакшы изилденгендиктен, Нильс Бор өзүнүн постулаттарын түзүүгө жакындай алган. Алардын биринчиси атомдун стационардык абалдары бар, аларда энергиясы өзгөрбөйт, ал эми электрондор траекториясын өзгөртпөстөн орбиталарда кыймылдайт. Экинчи постулат боюнча, электрон бир орбитадан экинчи орбитага өткөндө энергия бөлүнүп чыгат же жутулуп чыгат. Ал атомдун мурунку жана кийинки абалдарынын энергияларынын айырмасына барабар. Бул учурда электрон ядрого жакыныраак орбитага секирип кетсе, анда энергия (фотон) чыгат жана тескерисинче. Электрондордун кыймылы так бир тегерекчеде жайгашкан орбиталык траекторияга анча окшошпогонуна карабастан, Бордун ачылышы башкарылган бир системанын бар экенине эң сонун түшүндүрмө берди.суутек атомунун спектри. Болжол менен ошол эле мезгилде Германияда жашаган физиктер Герц жана Франк Нильс Бордун атомдун стационардык, туруктуу абалдарынын бар экендиги жана атомдук энергиянын баалуулуктарын өзгөртүү мүмкүнчүлүгү жөнүндөгү окууларын тастыкташкан.
Эки илимпоздун кызматташтыгы
Баса, Резерфорд көпкө чейин ядронун зарядын аныктай алган эмес. Илимпоздор Марсден менен Гейгер Эрнест Рутерфорддун айткандарын кайра текшерүүгө аракет кылышып, кылдат жана кылдат эксперименттердин жана эсептөөлөрдүн натыйжасында атомдун эң негизги өзгөчөлүгү ядро жана анын бүт заряды деген жыйынтыкка келишкен. ага топтолгон. Кийинчерээк, ядронун зарядынын мааниси Д. И. Менделеевдин элементтеринин мезгилдик системасындагы элементтин иреттик номерине сан жагынан барабар экендиги далилденген. Кызыгы, Нильс Бор көп өтпөй Рутерфорд менен таанышып, анын көз карашына толук кошулат. Андан кийин окумуштуулар бир лабораторияда көп убакыт чогуу иштешкен. Резерфорддун модели, атомдун элементардык заряддуу бөлүкчөлөрдөн турган система – мунун баарын Нильс Бор адилеттүү деп эсептеп, өзүнүн электрондук моделин биротоло четке кагып койду. Окумуштуулардын биргелешкен илимий ишмердиги абдан ийги-ликтуу болуп, ез жемишин берди. Алардын ар бири элементардык бөлүкчөлөрдүн касиеттерин изилдөөгө тереңдеп киришип, илим үчүн олуттуу ачылыштарды жасаган. Кийинчерээк Рутерфорд өзөктүк ажыроо мүмкүнчүлүгүн ачып, далилдеген, бирок бул башка макаланын темасы.
