בייַשפּיל פֿראַגעס וואָס דיסקוטירן די ענטדעקונג פֿון דעם אַטאָמישן קערן
די אנטדעקונג פון דעם אטאם-קערן איז געווען א וויכטיגע געשעעניש אין דער אנטוויקלונג פון פיזיק און כעמיע. איידער מיר גייען אריין אין די ביישפיל-פראגעס און זייער דיסקוסיע, לאמיר איבערקוקן אביסל הינטערגרונט וועגן ווי אזוי דער אטאם-קערן איז אנטדעקט געווארן און די שליסל-פיגורן הינטער דער אנטדעקונג.
הינטערגרונט צו דער אנטדעקונג פון דעם אטאם קערן
פארשונג איבער אטאמען ווערט דורכגעפירט זינט אוראלטע צייטן, ווען גריכישע פילאסאפן ווי דעמאקריטוס און לעוציפוס האבן פארגעשטעלט די געדאנק אז מאטעריע איז צוזאמענגעשטעלט פון קליינע, אומטיילבארע טיילכלעך גערופן אטאמאס (וואס מיינט "אומשניידבאר"). אבער, א מער וויסנשאפטלעכער באגריף פון דעם אטאם האט זיך נישט אנטוויקלט ביזן 19טן און פרי 20סטן יארהונדערט.
אין 1803, האט דזשאן דאַלטאָן פארגעשטעלט אַן אַטאָם טעאָריע וואָס זאָגט אַז יעדער עלעמענט איז צוזאַמענגעשטעלט פון אַטאָמען פון דעם זעלבן טיפּ און אַז אַטאָמען פון פאַרשידענע עלעמענטן האָבן פאַרשידענע מאַסעס און אייגנשאַפטן. אָבער, די טעאָריע האט נישט דערקלערט די אינערלעכע סטרוקטור פון אַטאָמען.
דער נעקסטער גרויסער שריט איז געווען דזש. דזש. טאמסאן'ס אויפדעקונג פון דעם עלעקטראן אין 1897, וואס האט דעמאנסטרירט אז אטאמען זענען נישט קליינע, אומטיילבארע טיילכלעך. טאמסאן האט אויך פארגעשטעלט דעם "פלוים פודינג" מאדעל אין וועלכן אטאמען באשטייען פון א ים פון פאזיטיווע לאדונג מיט נעגאטיווע עלעקטראנען צעשפרייט איבעראל.
אבער, טאמסאן'ס מאדעל האט זיך אנגעשטויסן אין עקספערימענטאלע שוועריקייטן וואס זענען עווענטועל אויסגעלייזט געווארן דורך ערנעסט ראטערפארד. אין 1911, האט ראטערפארד דורכגעפירט אן אלפא-פארטיקל צעשפרייטונג עקספערימענט באקאנט אלס דער גייגער-מארסדן עקספערימענט (אדער גאלד צעשפרייטונג עקספערימענט). די רעזולטאטן האבן געוויזן אז רוב פון אן אטאם'ס מאסע איז קאנצענטרירט אין א קליינעם צענטער, וואס איז שפעטער באקאנט געווארן אלס דער אטאמישער קערן.
גייגער-מארסדען עקספּערימענט און ראַטערפֿאָרד מאָדעל
אין דעם עקספּערימענט, האָט ראַטערפֿאָרד געשאָסן אַלפֿאַ פּאַרטיקלען (פּאָזיטיוו געלאָדן) אין אַ דין שיכט גאָלד. רובֿ פֿון די אַלפֿאַ פּאַרטיקלען זענען דורכגעגאַנגען דעם גאָלד שיכט אָן קיין שאָדן, אָבער עטלעכע זענען צעשפּרייט געוואָרן אין פֿאַרשידענע ריכטונגען, און עטלעכע האָבן זיך אַפֿילו צוריקגעשפּרונגען. דאָס איז געווען אַן איבערראַשנדיק רעזולטאַט ווײַל, לויט טאָמסאָנס "פּלוים פּודינג" מאָדעל, זאָלן אַלפֿאַ פּאַרטיקלען האָבן דורכגעגאַנגען גלייך אָן באַדײַטנדיקן קעגנשטאַנד.
ראַטערפֿאָרד האָט געפֿונען אַז אַטאָמען האָבן אַ קליינעם, געדיכטן קערן מיט אַ גרויסער פּאָזיטיווער לאָד, בשעת רובֿ פֿון דעם אַטאָם'ס וואָלומען איז ליידיקער אָרט פֿאַרנומען מיט עלעקטראָנען. ראַטערפֿאָרדס אַטאָמישער מאָדעל האָט ערזעצט דעם "פּלוים פּודינג" מאָדעל ווײַל עס האָט בעסער דערקלערט די דערשיינונגען וואָס זענען באַאָבאַכטעט געוואָרן אין דעם עקספּערימענט.
ראַטערפֿאָרדס גלייכונג און באָהרס אַטאָמישער מאָדעל
כאָטש ראַטערפֿאָרדס מאָדעל האָט אײַנגעפֿירט דעם באַגריף פֿון דעם אַטאָמישן קערן, האָט עס נאָך געהאַט עטלעכע חסרונות אין דערקלערן אַטאָמישע סטאַביליטעט און עמיסיע ספּעקטראַ. אין 1913, האָט נילס באָהר פֿאַרפֿײַנערט ראַטערפֿאָרדס מאָדעל דורך פֿאָרשלאָגן אַז עלעקטראָנען באַוועגן זיך אין באַזונדערע אָרביטן אַרום דעם קערן און קענען נאָר בלייַבן אין די אָרביטן אָן אויסשטראַלן ראַדיאַציע. באָהרס מאָדעל האָט מצליח געווען צו דערקלערן דעם וואַסערשטאָף ספּעקטרום.
דערנאך האט דער אטאמישער מאדעל דורכגעגאנגען ווייטערדיגע אנטוויקלונג מיט קוואנטום מעכאניק, וואס האט צוגעשטעלט א טיפערן פארשטאנד פון אטאמישער סטרוקטור און עלעקטראן אויפפירונג.
בייַשפּיל פֿראַגן און דיסקוסיע
אונטן זענען עטלעכע ביישפּיל פֿראַגעס און דיסקוסיעס וועגן דער ענטדעקונג פֿון דעם אַטאָמישן קערן און אַטאָמישער סטרוקטור. די פֿראַגעס דעקן די קאָנצעפּטן וואָס מיר האָבן שוין פריער באַהאַנדלט.
פראגע 1: גאָלד צעשפּרייטונג עקספּערימענט
פראגע:
אין ראַטערפֿאָרדס עקספּערימענט, זענען אַלפֿאַ פּאַרטיקלען, וואָס זענען געשאָסן געוואָרן אין אַ גאָלדענעם פֿאָליע, מערסטנס דורכגעגאַנגען אָן קיין שאָדן, אָבער אַ קליינע צאָל זענען צעשפּרייט געוואָרן אין פֿאַרשידענע ריכטונגען. וואָסערע מסקנות קען מען ציען פֿון דעם עקספּערימענט, און ווי אַזוי פֿאָדערט עס דזש. דזש. טאָמסאָנס "פּלוים פּודינג" מאָדעל?
פֿאַרעפֿנטלעכט:
די הויפּט מסקנא פון דעם עקספּערימענט איז אַז אַטאָמען האָבן אַ זייער קליין, געדיכט, פּאָזיטיוו אָנגעלאָדענע צענטער, דעם קערן. די רעזולטאַטן פון דעם עקספּערימענט האָבן געוויזן אַז רובֿ פון דעם אַטאָם'ס באַנד איז ליידיק אָרט ווייַל רובֿ אַלפאַ פּאַרטיקלען גייען דורך אָן שטערונג. די צעוואָרפענע אַלפאַ פּאַרטיקלען ווייַזן די בייַזייַן פון אַ גרויס קאַנסאַנטריישאַן פון פּאָזיטיוו טשאַרדזש אין דעם קערן, וואָס איז טויגעוודיק צו צעוואָרפן די פּאָזיטיוו אָנגעלאָדענע אַלפאַ פּאַרטיקלען.
דיזער עקספּערימענט האָט אַרויסגערופן טאָמסאָנס "פּלום פּודינג" מאָדעל, וואָס האָט אָנגענומען אַז פּאָזיטיווע לאָדונג איז גלײַך פֿאַרשפּרייט איבערן גאַנצן אַטאָם. אויב טאָמסאָנס מאָדעל וואָלט געווען ריכטיק, וואָלטן אַלפֿאַ פּאַרטיקלען נישט פֿאַרשפּרייט געוואָרן אויף דעם אופֿן וואָס מען האָט באַאָבאַכטעט. ראַטערפֿאָרדס מאָדעל, פֿאָרגעלייגט ווי אַ רעזולטאַט פֿון דעם עקספּערימענט, איז געווען מער גענוי ווײַל עס קען דערקלערן די רעזולטאַטן פֿון די פֿאַרשפּרייטונג פֿון אַלפֿאַ פּאַרטיקלען.
פראגע 2: ראטערפארד'ס אטאם מאדעל
פראגע:
ערקלערט די הויפּט אונטערשיידן צווישן טאָמסאָנס "פּלום פּודינג" מאָדעל און ראַטערפֿאָרדס אַטאָמישן מאָדעל. וואָס האָט ראַטערפֿאָרד פֿאָרויסגעזאָגט וועגן דער פֿאַרטיילונג פֿון לאָדונג אינעם אַטאָם?
פֿאַרעפֿנטלעכט:
דער הויפּט אונטערשייד צווישן די צוויי מאָדעלן איז די פאַרשפּרייטונג פון לאָדונג אינעם אַטאָם:
– טאמסאן'ס "פלוים פודינג" מאדעל האט אנגענומען אז אטאמען זענען פאזיטיוו געלודענע ספערעס מיט נעגאטיווע עלעקטראנען צעשפרייט איבער זיי, ענלעך צו ראזינקעס אין א פודינג.
– ראַטערפֿאָרדס מאָדעל, פֿון דער אַנדערער זײַט, האָט געזאָגט אַז די פּאָזיטיווע לאַדונג איז קאָנצענטרירט אין אַ קליינעם, געדיכטן קערן אין צענטער פֿון אַטאָם, בשעת די עלעקטראָנען זענען צעוואָרפֿן געוואָרן אַרום דעם קערן אין אַ ריזיקן, ליידיקן אָרט.
ראַטערפֿאָרד האָט פֿאָרויסגעזאָגט אַז רובֿ פֿון דעם פֿאַרנעם פֿון אַן אַטאָם איז ליידיקער אָרט און אַז דער קליינער, געדיכטער קערן איז פֿאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר דער באַאָבאַכטערטער צעשפּרייטונג פֿון אַלפֿאַ-פּאַרטיקלען.
פראגע 3: דאלטאנס אטאם טעאריע קעגן ראטערפארד'ס אטאם מאדעל
פראגע:
פאַרגלייכט דאַלטאָנס אַטאָם טעאָריע מיט ראַטערפֿאָרדס אַטאָם מאָדעל. ווי האָט די אַנטוויקלונג פֿון דעם אַטאָם מאָדעל געהאָלפֿן דערקלערן די אַטאָם סטרוקטור אין מער דעטאַל?
פֿאַרעפֿנטלעכט:
דאַלטאָנס אַטאָם טעאָריע האָט געזאָגט אַז יעדער עלעמענט איז צוזאַמענגעשטעלט פֿון אַטאָמען פֿון דעם זעלבן טיפּ און אַז אַטאָמען פֿון פֿאַרשידענע עלעמענטן האָבן פֿאַרשידענע מאַסעס און אייגנשאַפֿטן. אָבער, די טעאָריע האָט נישט באַשריבן די אינערלעכע סטרוקטור פֿון אַטאָמען.
ראַטערפֿאָרדס אַטאָמישער מאָדעל האָט פֿאָרגעשטעלט דעם באַגריף פֿון אַטאָמישן קערן ווי אַ קליין, געדיכט, פּאָזיטיוו געלאָדענעם צענטער, מיט עלעקטראָנען וואָס באַוועגן זיך אַרום דעם קערן. אַנטוויקלונגען אין דעם מאָדעל האָבן געהאָלפֿן דערקלערן די צעשפּרייטונג פֿון אַלפֿאַ פּאַרטיקלען און האָבן פֿעסטגעשטעלט אַז רובֿ פֿון דעם אַטאָם'ס באַנד איז ליידיקער אָרט. דאָס איז געווען אַ וויכטיקער שריט אין ווײַטערדיקן אונדזער פֿאַרשטאַנד פֿון אַטאָמישער סטרוקטור און האָט געלייגט דעם יסוד פֿאַר ווײַטערדיקע ענטדעקונגען אין אַטאָמישער פֿיזיק און כעמיע.
קעסימפּולאַן
ערנעסט ראַטערפֿאָרדס ענטדעקונג פֿון דעם אַטאָמישן קערן דורך דעם גייגער-מאַרסדען עקספּערימענט האָט געבראַכט אַ פֿונדאַמענטאַלע פֿאַרשיבונג אין אונדזער פֿאַרשטאַנד פֿון אַטאָמישער סטרוקטור. אַטאָמישע מאָדעלן האָבן דורכגעמאַכט פֿילע אַנטוויקלונגען, פֿון טאָמסאָנס "פּלום פּודינג" מאָדעל ביז באָהרס מאָדעל און ווײַטער ביז קוואַנטום מעכאַניק. אונדזער פֿאַרשטאַנד פֿון דעם אַטאָמישן קערן און דעם נאַטור פֿון עלעקטראָנען פֿאָרזעצט זיך צו אַנטוויקלען, און גיט אַן אַלץ מער דעטאַלירט בילד פֿון דער נאַטור פֿון אַטאָמען און מאַטעריע.
די ביישפילן פון אויבן ווייזן ווי דער באַגריף פון דעם אַטאָם-קערן קען עקספּערימענטאַל געטעסט ווערן און ווי פֿאַרשידענע אַטאָם-מאָדעלן העלפֿן דערקלערן באַאָבאַכטע דערשיינונגען. פֿאַרשטיין די היסטאָרישע אַנטוויקלונג פֿון אַטאָם-טעאָריע איז דער שליסל צו אָפּשאַצן מאָדערנע וויסנשאַפֿט און אירע אַפּליקאַציעס.
