Модель сливового пудинга

Автор: Leandro Alegsa Дата создания: 20 апреля 2022 г.

Модель сливового пудинга - это ранняя (и неправильная) модель атома 20-го века. Она была предложена Дж. Дж. Томсоном в 1904 году, после открытия электрона, но до открытия атомного ядра. В то время ученые знали, что в атоме есть положительный заряд, который уравновешивает отрицательные заряды электронов, делая атом нейтральным, но они не знали, откуда берется положительный заряд. Модель Томсона показывала атом, имеющий положительно заряженную среду, или пространство, с отрицательно заряженными электронами внутри среды. Вскоре после его предложения модель назвали моделью "сливового пудинга", потому что положительная среда была похожа на пудинг, внутри которого находились электроны, или сливы.

Развитие в современную атомную модель

Модель Резерфорда

В принципе, в 1909 году, вскоре после того, как была предложена модель Томсона, Ганс Гейгер и Эрнест Марсден провели эксперимент с тонкими листами золота, чтобы проверить модель Томсона. Их профессор, Эрнест Резерфорд, ожидал, что результаты докажут правоту Томсона, но результаты оказались совсем не такими, как они ожидали. В 1911 году Резерфорд обнаружил, что положительные заряды исходят от крошечных частиц, называемых протонами, что протоны находятся в крошечном центре, называемом ядром, а электроны вращаются вокруг ядра.

модель Бора

Модель Резерфорда была довольно простой, но неправильной, потому что электроны имеют заряд, и они должны притягиваться к положительно заряженному ядру. В 1913 году Нильс Бор добавил в атомную модель "энергетические уровни". Электроны не падают в ядро, потому что они находятся на энергетических уровнях, и для перехода на более высокие энергетические уровни требуется дополнительная энергия, а для перехода на более низкие энергетические уровни необходимо высвобождение энергии. Невозможно изменить энергетическое состояние без изменения энергии электрона. Если в электрон попадет фотон (частица, переносящая электромагнитное излучение), он получит дополнительную энергию и перейдет на более высокий энергетический уровень (изменит состояние), а затем перейдет обратно на более низкий энергетический уровень, высвободив содержащуюся в нем энергию. Эта новая модель была названа моделью Бора или моделью Резерфорда-Бора. Это добавило совершенно новую отрасль науки: Квантовая физика.

Квантовая модель

В 1926 году Эрвин Шредингер использовал идею о том, что электроны действуют как волны, так и частицы, это известно как дуализм волна-частица. Это добавило совершенно новый слой к атомной модели и квантовой физике. У частицы можно узнать, где она находится в пространстве, если наблюдать (смотреть) на нее. Но в случае волны она находится повсюду, поэтому вы не можете определить, где именно она находится. Это известно как квантовая неопределенность. В случае электрона вы можете знать только вероятность того, что он находится в том или ином месте, поскольку он является как волной, так и частицей. (См. диаграмму выше)

Изображение, показывающее, как электрон меняет энергетический уровень, получает и высвобождает энергию в виде фотонов.

Здесь показана текущая атомная модель. Черная штриховка вокруг атома показывает вероятность нахождения там электрона. Чем она темнее, тем больше шансов найти электрон в этом месте.