Атомның ядролық моделі. Резерфорд формуласы

Атом оң зарядталған ядродан және оны қоршаған теріс зарядталған электрондардан (электрондық қабық) тұратындығы тағайындалған. Ядроның сызықтық мөлшері 10^-15-10-14 м шамасында. Атомның электрондық қабығымен анық­та­латын өзінің мөлшері бұдан 10⁵ еседей үлкен. Бірақ атомның түгелге дерлік массасы (99,95 %) ядрода шоғырланған.

Атомның осы моделін a-бөлшектердің өте жұқа алтын фоль­гадан (қабыршақтан) шашырауы бойынша тәжірибе нәтижелеріне сүйеніп, Резерфорд (1911) ұсынған. Сондықтан ол Резерфорд моделі деп аталады.

· Қозғалмайтын ядроның кулондық өрісінен зарядталған бөл­шектің (a-бөлшек) шашырайтын q-бұрышы

немесе (1.1.1)

формуласымен анықталады.

Мұндағы – әсерлесетін бөлшектердің (ядро және a-бөлшек) зарядтары, – түсетін бөлшектің кине­ти­ка­лық энергиясы, М – a-бөлшектің массасы, u – оның ядродан алыстағы жылдамдығы, (СГС), (СИ).

Атомдық құбылыстар аймағында тәжрибеде (1.1.1) форму­ла­ның өзін емес, осы формуланың статистикалық салдарын тексеруге болады. Осы жағдайда a-бөлшектің dW денелік бұрышқа ша­шырауы үшін ядроның дифференциалдық тиімді қимасы, шашыраудың толық қимасы ұғымдары енгізіледі.

· – шашыраудың дифференциальдық тиімді қи­масы деп атомнан (ядродан) уақыт бірлігінде dW денелік бұрышқа шашыраған бөлшектер санының түсетін бөлшектер ағыны­ның І тығыздығына (І интенсивтігіне) қатынасын айтады; І – ағынға перпендикуляр бірлік аудан арқылы бірлік уақыт ішінде өтетін шоқтағы a-бөлшек саны.

, (1.1.2)

Мұндағы, – денелік бұрыш элементі. (1.1.2) формуламен Резерфордтың атомның ядролық моделін ұсынуына негіз болған эксперименттік деректер түсіндіріледі. (1.1.2) формула a-бөлшектердің бір ядродан шашырауын бейнелейді. Егер шашыратқыш фольгада ядроның тығыздығы n болса, онда олардың жалпы саны nV болады, мұнда, V – фольганың көлемі. Сонымен, шашыраған a-бөлшектер саны:

(1.1.3)

формуламен анықталады.

· Бөлшектердің бастапқы қозғалыс бағытына q бұрышпен dW элементар денелік бұрышқа шашыраған бөлшектердің салыстыр­малы саны үшін Резерфорд формуласы:

, (1.1.4)

мұндағы n – фольга бетінің бірлік ауданына келетін ядро саны, К – фольгаға түсетін бөлшектердің (a-бөлшектер) кинетикалық энергиясы, (СГС) немесе (СИ), – әсерлесетін бөлшектердің зарядтары.

· Бальмердің жалпыланған формуласы

(м^-1), (с^-1) (1.1.5)

қарапайым атом-сутегі атомының (z=1) және сутегі тәрізді иондар (z>1, He⁺, Li⁺⁺,…) спектрлеріндегі серияларды бейнелейді; – спектрдегі спектрлік сызықтардың толқындық саны; R – Ридберг тұрақтысы; m-серияны анықтайды (m=1,2,…); n – тиісті серияның жеке сызықтарын анықтайды (n=m+1, m+2,…).

жүйенің келтірілген массасы (m<<M болғанда m»m), z – ядро заряды.

R=3,29×10¹⁵ c^-1, R=109677,581 см^-1; (СГС), (СИ).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: