physics atom part 2
TRANSCRIPT
ฟสกสอะตอม 2แบบจ ำลองอะตอมของทอมสน
แบบจ ำลองอะตอมของรทเทอรฟอรด
“ อะตอมมลกษณะเปนทรงกลม ประกอบไปดวยโปรตอนซงมประจบวก และอเลกตรอนซงมประจลบกระจำยอยทวไปอยำงสม ำเสมอและในอะตอมทเปนกลำงทำงไฟฟำจะมจ ำนวนโปรตอนเทำกบจ ำนวนอเลกตรอน ”
OF THE ATOMBY J. J. THOMSON
ตำมแบบจ ำลองอะตอมของทอมสน ขอใดกลำวถกตอง 1. อะตอมมลกษณะเปนทรงกลม โดยเนอของทรงกลม
เปนประจบวกกระจำยอยำงสม ำเสมอและมอเลกตรอนฝงอยในเนอทรงกลม
2. ปรมำณประจบวกและปรมำณประจลบมจ ำนวนเทำกน
3. ในสภำพปกตอะตอมเปนกลำงทำงไฟฟำ 4. ถกทกขอ
สงควรทรำบเลขอะตอม = จ ำนวนโปรตอน = ล ำดบในตำรำงธำตดงนน หำกทรำบเลขอะตอมจะบอกไดวำเปนธำตอะไร
อะตอมปกต จ ำนวน p = จ ำนวน e•หำกอะตอมปกตรบ e เพม จะมประจรวมเปนลบ•หำกอะตอมปกตเสย e ออก จะมประจรวมเปนบวก
ลองคดถำเรำยงปนลมพลำดเปำบอยครง นำน ๆ ครงเรำจงจะยงเขำเปำ แสดงวำเปำนนมขนำดเลกหรอใหญ
แบบจ ำลองอะตอมของรทเทอรฟอรด (RUTHERFORD)
อะตอมมลกษณะโปรง ประกอบดวยประจไฟฟาบวกทรวมกนอยทศนยกลางเรยกวา นวเคลยส ซงถอวาเปนทรวมของมวลเกอบทงหมดของอะตอม โดยมอเลกตรอนเคลอนทรอบๆนวเคลยสดวยระยะหางจากนวเคลยสมาก เมอเทยบกบขนาดของนวเคลยส และระหวางนวเคลยสกบอเลกตรอนเปนทวางเปลา"
หำกเปนไปตำมแบบจ ำลองอะตอมของทอมสน รงสเกอบทงหมดตองเบยงเบนกำรเคลอนท เพรำะเกดแรงผลกระหวำงประจบวกของรงสแอลฟำกบโปรตอน และหำกรงสแอลฟำพงชนโปรตอนจะท ำใหโปรตอนกระเดนไปเพรำะ รงสแอลฟำมมวลมำกกวำ รงสแอลฟำจะไมสะทอนกลบออกมำเลย
+++
++
+
+
+
รงสแอลฟำ ()
แผนทองค ำแนวคดตำมแบบจ ำลองของทอมสน
Expected Results Observed Results
ขอสงเกตทแบบจ ำลองอะตอมของทอมสนตอบไมได1. ท ำไมประจบวกรวมกนเปนเนออะตอมได ทงทประจบวกตองออกแรงผลกกน
2. ถำอเลกตรอนสนแบบซมเปลฮำรมอนกจะใหสเปกตรมแบบตอเนองแตจำกกำรทดลองพบวำ อะตอมใหสเปกตรมแบบเสน ไมตอเนอง
ERNEST RUTHERFORDท ำกำรทดลองโดยยงอนภำคแอลฟำ(alpha particle) ผำนแผนทองค ำบำงๆ พบวำอนภำคแอลฟำสวนใหญเดนทำงเปนเสนตรงทะลผำนแผนทองค ำไปโดยไมเบยงเบน แตมหลำยอนภำคเบยงเบนจำกแนวทำงเดมเปนมมโต บำงสวนสะทอนกลบเกอบเปนเสนตรง
กำรทดลองของ Rutherford
http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/rutherford/index.html
กำรทดลองเสมอน
บทสรปกำรทดลองของ RUTHERFORD
มวลสวนใหญของอะตอมรวมกนอยอยำงหนำแนนในบรเวณทเปนปรมำตรนอยๆ และบรเวณสวนใหญของอะตอมเปนทวำงเปลำ
ผลกำรทดลองของรทเทอรฟอรด อนภำคแอลฟำสวนใหญทะลผำนแผนทองค ำไป
เปนเสนตรง อนภำคบำงสวนหกเหหรอบำยเบนไปจำก
แนวเดม เมอผำนแผนทองค ำ และมอนภำคจ ำนวนนอยมำกทหกเหสะทอน
กลบมำทำงดำนหนำของแผนทองค ำ
อภปรำยผลกำรทดลองของรทเทอรฟอรดอนภำคแอลฟำสวนใหญทะลผำนแผนทองค ำไปเปนเสนตรงแสดงไดวำภำยในอะตอมจะตองมทวำงมำกมำยอนภำคบำงสวนหกเหหรอบำยเบนไปจำกแนวเดม เมอผำนแผนทองค ำ แสดงวำภำยในตองมอนภำคทเปนบวกอยแตมขนำดเลกนดเดยวและมอนภำคจ ำนวนนอยมำกทหกเหสะทอนกลบมำทำงดำนหนำของแผนทองค ำ แสดงวำตองมอนภำคทมมวลมำกแตมขนำดเลกรวมกนเปนกลมอยภำยในอะตอม
สรปแบบจ ำลองรทเทอรฟอรด1. อะตอมเปนกลำงทำงไฟฟำโดยทมประจบวกอดแนนอยตรงกลำงเรยกวำ
นวเคลยส และมประจลบคออเลกตรอนวงอยรอบ ๆ นวเคลยสและหำงจำกนวเคลยสมำก
2. รทเทอรฟอรดค ำนวณพบวำเสนผำศนยกลำงของนวเคลยสมคำประมำณ 10-15– 10-14 เมตร แตอะตอมมเสนผำศนยกลำงประมำณ 10-10 เมตร แสดงวำอะตอมมขนำดใหญกวำนวเคลยสมำก
3. รทเทอรฟอรดทดลองยงอนภำคแอลฟำเขำไปตรง ๆ
กบนวเคลยสของทองค ำพบวำเกดกำรสะทอนกลบเปนเสน
ตรงแสดงวำพลงงำนจลนเทำกบพลงงำนศกยไฟฟำ
ค ำถำมเลนๆ นะ
เมอยงอนภำคแอลฟำไปยงแผนโลหะทองบำง ๆ (เลยนแบบกำรทดลองของรทเทอรฟอรด) ปรำกฏกำรณในขอใดมโอกำสเกดไดนอยทสด
ก. อนภำคแอลฟำจะวงผำนทะลผำนทองค ำเปนเสนตรงข. อนภำคแอลฟำจะวงสะทอนกลบค. อนภำคจะวงเบนไปจำกแนวเสนตรงเลกนอยง. อนภำคแอลฟำจะวงเบนไปจำกแนวเสนตรงคอนขำงมำก
ผลกำรทดลองของรทเทอรฟอรดในขอใด ทไมสอดคลองกบแบบจ ำลองอะตอมของทอมสน
1. อนภำคแอลฟำผำนทะลแผนทองค ำมลกษณะเปนเสนตรง2. อนภำคแอลฟำผำนทะลแผนทองค ำไปได แตมกำรเบยงเบน3. อนภำคแอลฟำวงชนแผนทองค ำแลวสะทอนกลบ4. อนภำคแอลฟำบำงอนภำคถกดดกลน
ตำมแบบจ ำลองอะตอมของรทเทอรฟอรด ขอใดกลำวถกตอง1. อะตอมมลกษณะเปนทรงกลม มนวเคลยสอยทจดศนยกลำง ม
อเลกตรอนเคลอนอยรอบ ๆ นวเคลยส
2. ภำยในนวเคลยสจะมอนภำคทมประจไฟฟำบวกรวมกนอย
3. เนอทสวนใหญภำยในอะตอมเปนทวำงเปลำ
4. เมอยงอนภำคแอลฟำเขำไปในอะตอมของทองค ำ อนภำคแอลฟำไมมโอกำสทจะสมผสนวเคลยสเลยเพรำะจะเกดกำรเบยงเบนออกจำกนวเคลยส
5. ถกทกขอ
แบบจ ำลองอะตอมของ RUTHERFORD
•อะตอมประกอบดวยนวเคลยสเลกๆซงเปนมวลทงหมดของอะตอมและมประจบวก โดยมอเลกตรอนโคจรอยรอบนวเคลยสคลายระบบสรยะ
ปญหำของแบบจ ำลองอะตอมของ RUTHERFORD
1. เหตใดอเลกตรอนวงวนรอบนวเคลยสไดโดยไมสญเสยพลงงำน
2. เหตใดประจไฟฟำบวกหลำยประจจงรวมกนอยภำยในนวเคลยสไดทงทมแรงผลกระหวำงประจ
ขยำยควำมปญหำ
• เหตใดอเลกตรอนทวงวนรอบนวเคลยสจงไมสญเสยพลงงาน เนองจากตามทฤษฎคลนแมเหลกไฟฟา อเลกตรอนทเคลอนทโดยมความเรงจะแผคลนแมเหลกไฟฟาออกมา เปนผลใหพลงงานจลนของอเลกตรอนลดลง ดงนนอเลกตรอนซงเคลอนทรอบนวเคลยสและมความเรง จะสญเสยพลงงานจลน ท าใหอเลกตรอนวงชาลง รศมการเคลอนทจะนอยลงๆและในทสดจะวนเขาไปรวมกบนวเคลยส
• อะตอมทมอเลกตรอนจ านวนมากมการจดเรยงตวของอเลกตรอนอยางไร
• ประจไฟฟาบวกหลายประจในนวเคลยสอยรวมกนภายในนวเคลยสไดอยางไร ทงๆทมแรงผลกทางไฟฟา
ขยำยควำมปญหำ
แบบฝกหด 19.4