Розвиток фізики в ІІ половині ХІХ–на початку ХХ століття (стр. 4 из 4)
Цю модель далі розвинув Джозеф Томсон, припустивши, що всередині кулі обертаються електрони, число і конфігурація яких залежить від природи атома. Дж. Томсон не тільки пояснив умови рівноваги електронів усередині позитивно зарядженої кулі і випромінювання ними променевої енергії, а й дав у першому наближенні деякі пояснення періодичним закономірностям. Однак модель В. Томсона виявилася безпорадною при поясненнях закономірностей в спектрах елементів. Вона не могла пояснити найпростішу з них – формулу І. пальмера (1825-1898), який у 1885 році встановив зв'язок ліній в лінійчатому спектрі водню:
,де R – стала Рідберга.
Пізніше було показано, що подібні серії лінії існують у спектрах інших елементів. Шведський фізик І. Рідберг (1834-1919) в своїх дослідженнях показав, що розташування ліній в спектрах підлягають закономірностям, які можна зобразити у вигляді формул, аналогічних формулі Бальмера для водню. І. Рідберг запропонував більш загальну формулу:
фізика вчений термодинаміка радіоактивність хімічний
Модель Дж. Томсона не змогла пояснити закономірностей в атомних спектрах, а також не дала задовільного тлумачення результатів дослідів по опроміненню тонких пластинок золота альфа-частинками.
У 1907 році Е. Резерфорд розпочав експерименти, пов’язані з проходженням альфа-частинок через речовину. Користуючись сцинтиляційними і газорозрядними лічильниками, Резерфорд встановив закони розсіювання альфа-частинок атомами золота і, зокрема, дав пояснення відхиленню незначної кількості альфа-частинок від свого початкового напряму руху при проходженні через пластинки золота. Ці відхилення були результатами зіткнень альфа-частинок з масивним тілом, що міститься всередині атома, діаметр якого становить одну десятитисячну частину діаметра атома. В 1909 році Резерфорд таким чином відкрив ядро атома, а в 1911 році – запропонував планетарну модель атома, згідно з якою ядро являє собою маленьку, але масивну частинку, розташовану в центрі атома, а навколо нього по орбітах обертаються легкі електрони атома.
Ядерну модель атома Резерфорда у 1913 році доповнив Нільс Бор (1885-1962), який на основі ідей Планка про кванти енергії встановив відомі постулати, що визначили основні властивості електронної оболонки атома і лягли в основу квантової теорії будови атома. Теорія Бора вперше дала вичерпне пояснення дискретності енергетичного спектра атомів, встановила їх розміри, пояснила комбінаційний принцип в спектроскопії, дала завершену кількісну теорію спектральних ліній водню і пояснила періодичну систему елементів Менделєєва.
В 1913 році учень Е. Резерфорда – англійський фізик Г. Мозлі (1887-1915) встановив зв'язок частоти в спектрі рентгенівського випромінювання з порядковим номером елемента, що випускає це випромінювання. Цим самим було показано, що періодичний закон Д. І. Менделєєва є основним законом фізики речовини, фізики атома.
3. Підсумкова частина
Розвиток природничих і передусім фізики на межі ХІХ і ХХ століття поставив ряд складних філософських проблем, викликаних корінними перетвореннями самих основ класичної фізики. Саме в цей період були відкриті рентгенівські промені і електромагнітна теорія світла, явища фотоефекту і радіоактивність, електронна структура матерії і перша елементарна частинка – електрон, відкриті кванти, сформульована теорія відносності, якав встановила нові, точніші просторово-часові співвідношення тощо.
Рекомендована література
Основна
1. Кордун Г. Г. Історія фізики. Короткий курс / Г. Г, Кордун. – К.: Вища школа, 1974. – 224 с.
2. Кудрявцев П. С. Курс истории физики / П. С. Кудрявцев. – М.: Просвещение, 1974. – 312 с.
Додаткова
1. Гомин Г. М. Классики физической науки: с древнейших времен до начала ХХ века: сборник текстов / Г. М. Гомин, С. Р. Филонович. – М.: Высшая школа, 1989. – 576 с.
2. Кедров Б. М. Мировая наука и Менделеев: к истории сотрудничества физиков и химиков России (СССР), Великобритании и США / Б. М. Кедров. – М.: Наука, 1983. – 253 с.
3. Кузнецов Б. Г. Относительность. Эволюция принципа относительности от древности до наших дней / Б. Г. Кузнецов. – М.: Знание, 1969. – 157 с.