Atom quruluşu sahəsində kəşflər fizikanın inkişafında mühüm addım oldu. Ruterfordun modeli böyük əhəmiyyət kəsb edirdi. Atom bir sistem olaraq və onu təşkil edən hissəciklər daha dəqiq və ətraflı öyrənilmişdir. Bu, nüvə fizikası kimi elmin uğurlu inkişafına səbəb oldu.
Materiyanın quruluşu haqqında qədim fikirlər
Ətrafdakı cisimlərin ən kiçik hissəciklərdən ibarət olması fərziyyəsi qədim zamanlarda irəli sürülüb. O dövrün mütəfəkkirləri atomu istənilən maddənin ən kiçik və bölünməz zərrəciyi kimi təmsil edirdilər. Onlar iddia edirdilər ki, kainatda atomdan kiçik heç bir şey yoxdur. Belə fikirlərə qədim yunanların böyük alimləri və filosofları - Demokrit, Lukreti, Epikur çıxış edirdilər. Bu mütəfəkkirlərin fərziyyələri bu gün "qədim atomizm" adı altında birləşir.
Orta əsr tamaşaları
Antik dövrlər keçib, orta əsrlərdə maddələrin quruluşu ilə bağlı müxtəlif fərziyyələr irəli sürən alimlər də olub. Lakin tarixin həmin dövründə dini fəlsəfi baxışların üstünlük təşkil etməsi və kilsənin gücü kökündədir.insan şüurunun materialist elmi nəticələrə və kəşflərə hər hansı cəhd və istəklərini yatırtdı. Bildiyiniz kimi, orta əsr inkvizisiyası o dövrün elm dünyasının nümayəndələri ilə çox xoşagəlməz davranırdı. Demək lazımdır ki, o vaxtkı parlaq ağılların atomun bölünməzliyi haqqında antik dövrdən gələn bir fikri var idi.
18-19-cu əsr tədqiqatları
18-ci əsr maddənin elementar quruluşu sahəsində ciddi kəşflərlə yadda qaldı. Böyük ölçüdə Antuan Lavuazye, Mixail Lomonosov və Con D alton kimi alimlərin səyləri sayəsində. Bir-birindən asılı olmayaraq, atomların həqiqətən mövcud olduğunu sübut edə bildilər. Lakin onların daxili quruluşu məsələsi açıq qaldı. 18-ci əsrin sonu elm aləmində D. İ. Mendeleyev tərəfindən kimyəvi elementlərin dövri sisteminin kəşfi kimi əlamətdar hadisə ilə əlamətdar oldu. Bu, o dövrün həqiqətən güclü sıçrayışı idi və bütün atomların vahid təbiətə malik olması, onların bir-biri ilə əlaqəli olması anlayışı üzərindəki pərdəni qaldırdı. Daha sonra, 19-cu əsrdə atomun quruluşunu açmaq üçün atılan başqa bir mühüm addım onların hər hansı birində elektron olduğunun sübutu oldu. Bu dövrün alimlərinin işi 20-ci əsrin kəşfləri üçün münbit zəmin hazırladı.
Tomsonun təcrübələri
İngilis fiziki Con Tomson 1897-ci ildə sübut etdi ki, atomlarda mənfi yüklü elektronlar var. Bu mərhələdə atomun hər hansı bir maddənin bölünmə həddi olması barədə yanlış fikirlər nəhayət məhv edildi. NecəTomson elektronların varlığını sübut edə bildi? Alim öz təcrübələrində elektrodları çox seyrəkləşmiş qazlara yerləşdirərək elektrik cərəyanı keçirib. Nəticə katod şüaları idi. Tomson onların xüsusiyyətlərini diqqətlə öyrəndi və onların böyük sürətlə hərəkət edən yüklü hissəciklər axını olduğunu gördü. Alim bu hissəciklərin kütləsini və onların yükünü hesablaya bilib. O, həmçinin aşkar etdi ki, onlar neytral hissəciklərə çevrilə bilməz, çünki onların təbiətinin əsasını elektrik yükü təşkil edir. Elektronlar belə kəşf edildi. Tomson həm də atomun quruluşunun dünyada ilk modelinin yaradıcısıdır. Buna görə, atom mənfi yüklü elektronların bərabər paylandığı müsbət yüklü maddənin bir dəstəsidir. Bu quruluş atomların ümumi neytrallığını izah edir, çünki əks yüklər bir-birini tarazlayır. Con Tomsonun təcrübələri atomun strukturunun sonrakı tədqiqi üçün əvəzsiz oldu. Bununla belə, bir çox suallar cavabsız qaldı.
Ruterford Araşdırması
Tomson elektronların varlığını kəşf etdi, lakin atomda müsbət yüklü hissəcikləri tapa bilmədi. Ernest Ruterford 1911-ci ildə bu anlaşılmazlığı düzəltdi. Təcrübələr zamanı qazlardakı alfa hissəciklərinin aktivliyini öyrənərək, atomda müsbət yüklü hissəciklərin olduğunu aşkar etdi. Rezerford gördü ki, şüalar qazdan və ya nazik metal lövhədən keçən zaman az sayda hissəciklər hərəkət trayektoriyasından kəskin şəkildə yayınır. Sözün əsl mənasında geri atıldılar. Alim bunu təxmin etdibu davranış müsbət yüklü hissəciklərlə toqquşma ilə izah olunur. Bu cür təcrübələr fizikə atomun quruluşunun Ruterford modelini yaratmağa imkan verdi.
Planet Modeli
İndi alimin fikirləri Con Tomsonun irəli sürdüyü fərziyyələrdən bir qədər fərqli idi. Onların atom modelləri də fərqli oldu. Ruterfordun təcrübəsi ona bu sahədə tamamilə yeni bir nəzəriyyə yaratmağa imkan verdi. Alimin kəşfləri fizikanın gələcək inkişafı üçün həlledici əhəmiyyətə malik idi. Ruterford modeli atomu mərkəzdə yerləşən nüvə və onun ətrafında hərəkət edən elektronlar kimi təsvir edir. Nüvə müsbət yükə, elektronlar isə mənfi yükə malikdir. Rezerfordun atom modeli elektronların nüvə ətrafında müəyyən trayektoriyalar - orbitlər üzrə fırlanmasını nəzərdə tuturdu. Alimin kəşfi alfa hissəciklərinin sapmasının səbəbini izah etməyə kömək etdi və atomun nüvə nəzəriyyəsinin inkişafına təkan oldu. Rezerfordun atom modelində günəş sisteminin planetlərinin günəş ətrafında hərəkəti ilə analoq var. Bu çox dəqiq və canlı müqayisədir. Buna görə də atomun nüvə ətrafında orbitdə hərəkət etdiyi Rezerford modeli planetar adlanırdı.
Niels Bohrun əsərləri
İki il sonra danimarkalı fizik Niels Bohr atomun quruluşu haqqında fikirləri işıq axınının kvant xüsusiyyətləri ilə birləşdirməyə çalışdı. Rezerfordun atomun nüvə modeli alim tərəfindən yeni nəzəriyyəsinin əsası kimi qoyulmuşdur. Borun fikrincə, atomlar nüvənin ətrafında dairəvi orbitlərdə fırlanır. Belə bir hərəkət trayektoriyası sürətlənməyə səbəb olurelektronlar. Bundan əlavə, bu hissəciklərin atomun mərkəzi ilə Kulon qarşılıqlı təsiri elektronların hərəkətindən yaranan məkan elektromaqnit sahəsini saxlamaq üçün enerjinin yaradılması və istehlakı ilə müşayiət olunur. Belə şəraitdə mənfi yüklü hissəciklər nə vaxtsa nüvənin üzərinə düşməlidir. Amma bu baş vermir ki, bu da atomların sistem kimi daha sabitliyini göstərir. Niels Bor başa düşdü ki, Maksvel tənlikləri ilə təsvir edilən klassik termodinamika qanunları atomdaxili şəraitdə işləmir. Buna görə də alim elementar zərrəciklər dünyasında keçərli olacaq yeni qanunauyğunluqlar əldə etməyi qarşısına vəzifə qoydu.
Bohr postulatları
Əsasən Ruterford modelinin mövcud olması, atom və onun komponentlərinin yaxşı öyrənilməsi səbəbindən Niels Bor öz postulatlarının yaradılmasına yaxınlaşa bildi. Onlardan birincisi deyir ki, atomun stasionar halları var və bu vəziyyətlərdə enerjisini dəyişmir, elektronlar isə trayektoriyasını dəyişmədən orbitlərdə hərəkət edir. İkinci postulata görə, elektron bir orbitdən digərinə keçdikdə enerji ayrılır və ya udulur. Atomun əvvəlki və sonrakı hallarının enerjiləri arasındakı fərqə bərabərdir. Bu halda elektron nüvəyə daha yaxın orbitə sıçrayırsa, enerji (foton) yayılır və əksinə. Elektronların hərəkətinin ciddi şəkildə bir dairədə yerləşən orbital trayektoriyaya çox az bənzəməsinə baxmayaraq, Borun kəşfi idarə olunan bir orbitin mövcudluğu üçün əla izahat verdi.hidrogen atomunun spektri. Təxminən eyni vaxtda Almaniyada yaşayan fiziklər Hertz və Frank Niels Borun atomun stasionar, sabit hallarının mövcudluğu və atom enerjisinin dəyərlərinin dəyişməsi mümkünlüyü haqqında təlimlərini təsdiq etdilər.
İki alimin əməkdaşlığı
Yeri gəlmişkən, Rezerford uzun müddət nüvənin yükünü müəyyən edə bilmədi. Elm adamları Marsden və Geiger Ernest Rutherfordun ifadələrini yenidən yoxlamağa çalışdılar və ətraflı və diqqətli təcrübələr və hesablamalar nəticəsində atomun ən mühüm xüsusiyyəti olan nüvənin və onun bütün yükünün olduğu qənaətinə gəldilər. onun içində cəmləşmişdir. Sonralar sübut olundu ki, nüvənin yükünün qiyməti ədədi olaraq D. İ. Mendeleyevin elementlərinin dövri sistemindəki elementin sıra nömrəsinə bərabərdir. Maraqlıdır ki, Niels Bor tezliklə Ruterfordla görüşdü və onun fikirləri ilə tam razılaşdı. Sonradan alimlər eyni laboratoriyada uzun müddət birlikdə çalışdılar. Ruterford modeli, elementar yüklü hissəciklərdən ibarət bir sistem kimi atom - bütün bunları Niels Bor ədalətli hesab etdi və elektron modelini əbədi olaraq kənara qoydu. Alimlərin birgə elmi fəaliyyəti çox uğurlu olub və öz bəhrəsini verib. Onların hər biri elementar zərrəciklərin xassələrinin tədqiqi ilə məşğul olmuş və elm üçün mühüm kəşflər etmişlər. Ruterford daha sonra nüvə parçalanmasının mümkünlüyünü kəşf etdi və sübut etdi, lakin bu, başqa məqalənin mövzusudur.
