Опыты Резерфорда и планетарная модель атома — задача с подробным решением
📋 Условие задачи
Какой вывод можно сделать из результатов опытов Резерфорда? 1) атом представляет собой положительно заряженный шар, в который вкраплены электроны 2) атом имеет отрицательно заряженное ядро, в котором сосредоточена практически вся масса атома 3) атом имеет положительно заряженное ядро, вокруг которого вращаются электроны 4) атом излучает и поглощает энергию порциями
💡 Ключевая идея: Главная идея решения — вспомни ключевое наблюдение Резерфорда: редкие, но сильные отклонения альфа-частиц назад, что возможно только при наличии внутри атома маленького массивного положительно заряженного ядра.
📖 Пошаговое решение
1
Шаг 1: Вспоминаем суть опыта Резерфорда: тонкая золотая фольга бомбардировалась альфа-частицами, а вокруг регистрировалось их рассеяние. Это был первый эксперимент, который «заглянул» внутрь атома.
2
Шаг 2: Анализируем наблюдения: большинство частиц пролетало сквозь фольгу почти без отклонения, но небольшая их часть отклонялась на большие углы, а некоторые даже отскакивали назад. Это значит, что внутри атома есть очень маленькая, но массивная и сильно заряженная область.
3
Шаг 3: Сопоставляем наблюдения с предложенными вариантами. Отклонение назад означает, что препятствие заряжено положительно (альфа-частицы тоже положительны). Вариант 1 — это старая модель Томсона (пудинг с изюмом), которая не объясняла сильное отклонение. Вариант 2 ошибочен, потому что ядро положительно. Вариант 4 относится к постулатам Бора, а не к опытам Резерфорда. Поэтому верен вариант 3 — планетарная модель.
Ответ
3
⚠️ Типичные ошибки
Ошибка 1: Выбор модели Томсона («положительный шар с вкрапленными электронами»). Эта модель предшествовала опыту Резерфорда и не могла объяснить сильное отклонение частиц, поэтому от неё отказались.
Ошибка 2: Утверждение, что ядро заряжено отрицательно. В опыте альфа-частицы (положительный заряд) отталкивались ядром, значит, ядро тоже положительно.
Ошибка 3: Приписывание Резерфорду вывода о порционном излучении энергии. Этот вывод был сделан позже Бором на основе спектров, а не напрямую из рассеяния альфа-частиц.
❓ Частые вопросы
Почему большинство альфа-частиц в опыте Резерфорда пролетало сквозь фольгу, почти не отклоняясь?
Потому что атом в основном состоит из пустоты. Размер ядра примерно в 100 000 раз меньше размера самого атома, поэтому заряженные частицы редко попадают в ядро.
Почему некоторые альфа-частицы отклонялись на большие углы или даже летели обратно?
Это происходило из-за прямого столкновения или близкого пролёта рядом с массивным положительно заряженным ядром, в котором сосредоточена почти вся масса атома. Кулоновское отталкивание между положительной альфа-частицей и положительным ядром вызывало резкое изменение траектории.
Есть похожая задача?
Загрузи фото домашнего задания — Nebula разберёт с тобой по шагам.
Не даёт готовые ответы: учит понимать и думать самостоятельно.