Nā nīnau hoʻohālike e kūkākūkā ana i ka ʻike ʻana o ka nucleus atomika
ʻO ka ʻike ʻia ʻana o ka nucleus atomika he hanana koʻikoʻi ia i ka hoʻomohala ʻana o ka physics a me ke kemika. Ma mua o ko mākou luʻu ʻana i nā nīnau hoʻohālike a me kā lākou kūkākūkā ʻana, e nānā hou kākou i kahi moʻolelo liʻiliʻi e pili ana i ke ʻano o ka ʻike ʻia ʻana o ka nucleus atomika a me nā poʻe koʻikoʻi ma hope o ka ʻike ʻia ʻana.
Ka Moolelo o ka Loaʻa ʻana o ka Nucleus Atomika
Ua hana ʻia ka noiʻi ʻana ma nā ʻātoma mai ka wā kahiko mai, i ka wā i hāpai ai nā akeakamai Helene e like me Democritus lāua ʻo Leucippus i ka manaʻo ua haku ʻia ka mea me nā ʻāpana liʻiliʻi, ʻaʻole hiki ke māhele ʻia i kapa ʻia ʻo atomos (ʻo ia hoʻi "ʻoki ʻole ʻia"). Eia naʻe, ʻaʻole i ulu kahi manaʻo ʻepekema hou aʻe o ka ʻātoma a hiki i ke kenekulia 19 a me ka hoʻomaka ʻana o ke kenekulia 20.
I ka makahiki 1803, ua hāpai ʻo John Dalton i kahi kumumanaʻo atomika e ʻōlelo ana ua hana ʻia kēlā me kēia mea me nā ʻātoma o ke ʻano like a he ʻokoʻa nā nuipa a me nā waiwai o nā ʻātoma o nā mea like ʻole. Eia naʻe, ʻaʻole i wehewehe kēia kumumanaʻo i ke ʻano o loko o nā ʻātoma.
ʻO ka hana nui aʻe, ʻo ia ka ʻike ʻana o J.J. Thomson i ka electron i ka makahiki 1897, kahi i hōʻike ai ʻaʻole nā ʻātoma he mau ʻāpana liʻiliʻi a hiki ʻole ke māhele ʻia. Ua hāpai pū ʻo Thomson i ke kumu hoʻohālike "plum pudding" kahi i loaʻa ai nā ʻātoma i kahi kai o ka hoʻopiʻi maikaʻi me nā electrons maikaʻi ʻole i hoʻopuehu ʻia ma nā wahi āpau.
Eia nō naʻe, ua kū ka hoʻohālike a Thomson i nā pilikia hoʻokolohua i hoʻoponopono hope ʻia e Ernest Rutherford. I ka makahiki 1911, ua hana ʻo Rutherford i kahi hoʻokolohua hoʻopuehu ʻāpana alpha i ʻike ʻia ʻo ka hoʻokolohua Geiger-Marsden (a i ʻole ka hoʻokolohua hoʻopuehu gula). Ua hōʻike nā hopena ua hoʻopaʻa ʻia ka hapa nui o ka nuipa o kahi ʻātoma ma kahi kikowaena liʻiliʻi, kahi i ʻike ʻia ma hope ʻo ka nucleus atomika.
Ka Hoʻokolohua Geiger-Marsden a me ke Kumu Hoʻohālike ʻo Rutherford
Ma kēia hoʻokolohua, ua hoʻokuʻu ʻo Rutherford i nā ʻāpana alpha (i hoʻopiʻi maikaʻi ʻia) i loko o kahi papa gula lahilahi. Ua hala ka hapa nui o nā ʻāpana alpha ma o ka papa gula me ka ʻole o ka hopena, akā ua hoʻopuehu ʻia kekahi ma nā ʻaoʻao like ʻole, a ua lele hou kekahi. He hopena kupanaha kēia no ka mea, e like me ke kumu hoʻohālike "plum pudding" a Thomson, pono e hala pololei nā ʻāpana alpha me ka ʻole o ke kūʻē koʻikoʻi.
Ua hoʻoholo ʻo Rutherford he nucleus liʻiliʻi a mānoanoa ko nā ʻātoma me kahi hoʻouku maikaʻi nui, ʻoiai ʻo ka hapa nui o ka nui o ka ʻātoma he wahi hakahaka i noho ʻia e nā electrons. Ua pani ke kumu hoʻohālike ʻātoma a Rutherford i ke kumu hoʻohālike "plum pudding" no ka mea ua wehewehe maikaʻi ʻia nā hanana i ʻike ʻia ma ka hoʻokolohua.
ʻO ke kaulike o Rutherford a me ke kumu hoʻohālike atomika o Bohr
ʻOiai ua hoʻolauna ke kumu hoʻohālike a Rutherford i ke kumumanaʻo o ka nucleus atomika, he mau hemahema nō naʻe i ka wehewehe ʻana i ke kūpaʻa atomika a me nā spectra hoʻokuʻu. I ka makahiki 1913, ua hoʻomaʻemaʻe ʻo Niels Bohr i ke kumu hoʻohālike a Rutherford ma ka hāpai ʻana e neʻe nā electrons i nā orbits discrete a puni ka nucleus a hiki ke noho wale i loko o kēia mau orbits me ka ʻole o ka hoʻokuʻu ʻana i ka radiation. Ua wehewehe pono ke kumu hoʻohālike a Bohr i ka spectrum hydrogen.
Ma hope mai, ua hoʻomohala hou ʻia ke kumu hoʻohālike atomika me nā mechanics quantum nāna i hāʻawi i kahi ʻike hohonu o ke ʻano atomika a me ke ʻano o ka electron.
Nā Nīnau Laʻana a me ke Kūkākūkā
Aia ma lalo iho nei kekahi mau nīnau hoʻohālike a me nā kūkākūkā e pili ana i ka ʻike ʻia ʻana o ka nucleus atomika a me ke ʻano atomika. Uhi kēia mau nīnau i nā manaʻo a mākou i uhi ai ma mua.
Nīnau 1: Hoʻokolohua Hoʻopuehu Gula
Nīnau:
Ma ka hoʻokolohua a Rutherford, ua hele ka hapa nui o nā ʻāpana alpha i hoʻokuʻu ʻia i loko o kahi pepa gula me ka ʻole o ka hopena, akā ua hoʻopuehu ʻia kekahi helu liʻiliʻi ma nā ʻaoʻao like ʻole. He aha nā hopena e hiki ke huki ʻia mai kēia hoʻokolohua, a pehea lā e hoʻopiʻi ai i ke kumu hoʻohālike "plum pudding" a J.J. Thomson?
Kūkākūkā:
ʻO ka hopena nui o kēia hoʻokolohua, he kikowaena liʻiliʻi loa, paʻa, a hoʻopiʻi maikaʻi ko nā ʻātoma, ʻo ia hoʻi ka nucleus. Ua hōʻike nā hopena o ka hoʻokolohua he hapa nui o ka nui o ka ʻātoma he hakahaka no ka mea ʻo ka hapa nui o nā ʻāpana alpha e hele ana me ke keakea ʻole ʻia. Hōʻike nā ʻāpana alpha i hoʻopuehu ʻia i ke alo o kahi nui o ka hoʻopiʻi maikaʻi i loko o ka nucleus, hiki ke hoʻopuehu i nā ʻāpana alpha i hoʻopiʻi maikaʻi ʻia.
Ua hoʻopiʻi kēia hoʻokolohua i ke kumu hoʻohālike "plum pudding" a Thomson, kahi i manaʻo ai ua hoʻolaha like ʻia ka uku maikaʻi ma loko o ka ʻātoma. Inā pololei ke kumu hoʻohālike a Thomson, ʻaʻole e hoʻopuehu ʻia nā ʻāpana alpha e like me ka mea i ʻike ʻia. ʻOi aku ka pololei o ke kumu hoʻohālike a Rutherford, i hāpai ʻia ma muli o kēia hoʻokolohua, no ka mea hiki iā ia ke wehewehe i nā hopena hoʻopuehu ʻāpana alpha.
Nīnau 2: Ke Kumu Hoʻohālike ʻAtomika a Rutherford
Nīnau:
E wehewehe i nā ʻokoʻa nui ma waena o ke kumu hoʻohālike "plum pudding" a Thomson a me ke kumu hoʻohālike atomika a Rutherford. He aha ka mea a Rutherford i wānana ai e pili ana i ka hoʻokaʻawale ʻana o ka uku i loko o ka atom?
Kūkākūkā:
ʻO ka ʻokoʻa nui ma waena o kēia mau kumu hoʻohālike ʻelua ka hoʻokaʻawale ʻana o ka uku i loko o ka ʻātoma:
– Ua manaʻo ke kumu hoʻohālike “plum pudding” a Thomson he mau poepoe i hoʻopiʻi maikaʻi ʻia nā ʻātoma me nā electrons maikaʻi ʻole i hoʻopuehu ʻia ma o lākou, e like me nā hua waina maloʻo i loko o ka pudding.
– Ma ka ʻaoʻao ʻē aʻe, ua ʻōlelo ke kumu hoʻohālike a Rutherford ua hoʻopaʻa ʻia ka uku maikaʻi i loko o kahi nucleus liʻiliʻi a mānoanoa ma ke kikowaena o ka ʻātoma, ʻoiai ua hoʻopuehu ʻia nā electrons a puni ka nucleus i kahi ākea a hakahaka.
Ua wānana ʻo Rutherford ʻo ka hapa nui o ka leo o kahi ʻātoma he hakahaka a ʻo kēia nucleus liʻiliʻi a mānoanoa ke kuleana no ka hoʻopuehu ʻia ʻana o nā ʻāpana alpha i ʻike ʻia.
Nīnau 3: Ke Kumumanaʻo ʻAtomika o Dalton vs. ke Kumu Hoʻohālike ʻAtomika o Rutherford
Nīnau:
E hoʻohālikelike i ke kumumanaʻo atomika o Dalton me ke kumu hoʻohālike atomika o Rutherford. Pehea i kōkua ai ka hoʻomohala ʻana o kēia kumu hoʻohālike atomika i ka wehewehe ʻana i ke ʻano atomika me nā kikoʻī hou aku?
Kūkākūkā:
Ua ʻōlelo ke kumumanaʻo ʻātoma o Dalton ua haku ʻia kēlā me kēia mea me nā ʻātoma o ke ʻano like a he ʻokoʻa nā nuipa a me nā waiwai o nā ʻātoma o nā mea like ʻole. Eia naʻe, ʻaʻole i wehewehe kēia kumumanaʻo i ke ʻano o loko o nā ʻātoma.
Ua hoʻolauna ke kumu hoʻohālike atomika a Rutherford i ke kumumanaʻo o ka nucleus atomika ma ke ʻano he kikowaena liʻiliʻi, paʻa, a hoʻopiʻi maikaʻi ʻia, me nā electrons e neʻe ana a puni ka nucleus. Ua kōkua nā hoʻomohala ʻana i loko o kēia kumu hoʻohālike i ka wehewehe ʻana i ka hoʻopuehu ʻana o nā ʻāpana alpha a ua hoʻokumu ʻia ʻo ka hapa nui o ka nui o ka atom he hakahaka. He ʻanuʻu nui kēia i ka hoʻonui ʻana i ko mākou ʻike i ke ʻano atomika a ua kau i ke kahua no nā ʻike hou aʻe i ka physics atomika a me ke kemika.
Ka hopena
ʻO ka ʻike ʻana o Ernest Rutherford i ka nucleus atomika ma o ka hoʻokolohua Geiger-Marsden ua lawe mai i kahi hoʻololi koʻikoʻi i ko mākou ʻike i ke ʻano atomika. Ua nui nā hoʻomohala ʻana o nā hiʻohiʻona atomika, mai ke kumu hoʻohālike "plum pudding" a Thomson a i ke kumu hoʻohālike a Bohr a ma ʻō aku a hiki i ka mechanics quantum. Ke hoʻomau nei ko mākou ʻike i ka nucleus atomika a me ke ʻano o nā electrons e ulu nei, e hāʻawi ana i kahi kiʻi kikoʻī o ke ʻano o nā ʻātoma a me nā mea.
Hōʻike nā hiʻohiʻona ma luna pehea e hiki ai ke hoʻāʻo ʻia ke kumumanaʻo o ka nucleus atomika ma o ka hoʻokolohua a pehea e kōkua ai nā ʻano hoʻohālike atomika like ʻole i ka wehewehe ʻana i nā hanana i ʻike ʻia. ʻO ka hoʻomaopopo ʻana i ka hoʻomohala mōʻaukala o ke kumumanaʻo atomika ke kī i ka mahalo ʻana i ka ʻepekema hou a me kāna mau noi.
