8. Атомные модели. Опыт Резерфорда. (Сечение рассеяния. Формула Резерфорда. Экспериментальная проверка формулы Резерфорда. – этого ничего нет…)

• А томные модели. Опыт Резерфорда

Модель Дж. Томсона «Кекс с изюмом» - внутри положительно заряженного атома находятся отрицательно заряженные электроны. Общий заряд системы равен нулю

Опыт Резерфорда:

Параллельный пучок частиц испускался радиоактивным веществом в вакууме и попадал на тонкую фольгу. При прохождении через фольгу частицы отклонялись на различные углы – рассеивались. Рассеянные частицы ударялись об экран из зернистого цинка, вызывая сцинтилляции – вспышки света. Количество вспышек в темноте фиксировалось через микроскоп.

Большинство частиц рассеивалось на углы порядка 1-3 . Отдельные частицы отклонялись на большие углы, до 150 (одна из нескольких тысяч). Такое отклонение возможно лишь при взаимодействии практически точечного положительного заряда – ядра атома – с близка пролетающей частицей.

Малая вероятность отклнения на большие углы свидетельствует о малых размерах ядра: массы атома сосредоточено в ядре.

Толцина фольги в эксперименте составляла м: в этом случае вероятность многократных столкновений с большими отклонениями ничтожно мала , частица взаимодействует только с одним ядром. Рассеяние является упругим в том смысле, что кинетическая энергия частицы не меняется в результате рассеяния (не затрачивается на возбуждение атомов)

8. Гипотеза де Бройля.

Свет ведет себя двойственным образом – корпускулярно-волновой дуализм. Гипотеза де Бройля об универсальности дуализма – волновые и одновременно корпускулярные свойства присущи не только свету, но и веществу.

С любой движущейся частицей связана плоская монохроматическая волна, распространяющаяся в направлении скорости частицы – волна де Бройля (фазовая волна, волна вещества).

Длина волны де Бройля: ; Частота

Определим дебройлевскую длину волны электрона, ускоренного разностью потенциалов 100 В: . Откуда Расмотренные нами волны де Бройля не являются электромагнитными, это волны особой природы.

8. Эксперимент Дэвиссона и Джермера

О тражение электронов от поверхности монокристалла никеля (кубическая система) – экспериментальное подтверждение гипотезы де Бройля.

• Узкий пучок моноэнергетических электронов (с одинаковой скоростью) направлялся на поверхность монокристалла;

• Отраженные электроны улавливались цилиндрическим электродом, присоединенным к гальванометру;

• 

  а -прибор для наблюдения отражения электронов от поверхности кристалла; б - участок поверхности кристалла при сильном увеличении. Упорядоченные ряды атомов на поверхности металла действовали подобно штрихам тонкой дифракционной решетки. в- реальная схема эксперимента Дэвиссона и Джермера.

  Интенсивность отраженного пучка оценивалась по величине силы тока, текущего через гальванометр;

• Варьировалась скорость электронов и угол между направлением падающего пучка и осью принимающего электрода.

Рессеяние оказалось наиболее интенсивным при определенном значении угла β, соответствующему отражению от атомных плоскостей. Длины волн, рассчитанные по формуле, предложенной де Бройлем, и по формуле Вульфа-Брэггов совпали, подтверждая волновые свойства электронного пучка (дифракция)