Состав атома

Физика > Обнаружение составляющих атома

 

Читайте, какой состав атома: электрон, протон и нейтрон. Узнайте, из чего состоит атом, как открыли электрон и ядро, модель атома, катодные лучи, альфа-частицы.

В состав атома входят электрон, протон и нейтрон.

Задача обучения

• Изучите эксперименты, способствующие открытию электрона и ядра.

Основные пункты

• Дж. Томпсон экспериментировал с катодными лучами и понял, что перед ним уникальные частички – электроны.
• Резерфорд сумел доказать, что водородное ядро есть и в других ядрах.
• В 1932 году Джеймс Чадвик продемонстрировал, что в радиации есть незаряженные частицы. Позже их назвали нейтронами, которые по массе сходились с протонами.

Термины

• Катод – электрон, сквозь который электрический ток путешествует из поляризованного электрического прибора.
• Мерцание – световая вспышка, созданная в прозрачном материале при прохождении частицы.
• Альфа-частицы – ядро атома гелия-4 с положительным зарядом.

Какой состав атома? Ранее полагали, что атом выступает наименьшей неделимой частицей. Сейчас мы знаем, что формула состав атома включает электрон, протон и нейтрон.

Атомная модель до появления квантовой механики

Электрон

Иоганн Хитторф занимался изучением электропроводности в условиях разреженных газов. В 1869 году ему удалось заметить излучаемое катодом свечение, разрастающееся в размерах при уменьшении давления газа. В 1896 году Дж. Томпсон провел свои эксперименты, показав, что катодные лучи выступают уникальными частичками, а не волнами или атомами, как полагали ранее. Ему удалось оценить заряд и массу, выявив, что частички одного катодного луча обладали примерно 1/1000 массой водорода. Он продемонстрировал, что отношение заряда к массе не основывается на материале катода. Стала ясно, что электрон входит в состав атома.

Пучок электронов, отклоняющийся по кругу магнитным полем

Протон

Резерфорд в 1917 году сумел доказать, что ядро водорода можно обнаружить и в других ядрах. То есть, он открыл протон. Большую часть времени он учился формировать водородные ядра в качестве разновидности излучения, созданного как выход влияния альфа-частичек на водородный газ. Ядра узнавались по уникальной способности проникать в воздух.

Резерфорд начал экспериментировать, когда заметил, что детекторы отображают в качестве результата ядра водорода. Далее он проследил за реакцией азота в воздухе и понял, что эффект увеличивался, если альфа переводились в чистый азот. Он решил, что единственным вероятным источником может быть только азот. Но водородное ядро выбилось и сформировался кислород-17. Это первая зафиксированная ядерная реакция: 14N + α → 17O + p. Теперь мы знаем, что протоны входят в состав атома.

Нейтрон

Уже в 1920 году Резерфорд начал догадываться о существовании нейтрона. Он рассматривал несоответствие атомного числа и массы. Тогда он понял, что должна существовать нейтрально заряженная частичка внутри ядра. Резерфорд полагал, что нейтрон – нейтральный двойник, представленный вращающимся вокруг протона электроном. В 1932 году Джеймс Чадвик продемонстрировал лишенные заряда частицы в радиационном процессе. Оказалось, что они обладали такой же массой, как протоны, но без их свойств.

---