Physics atom part 2

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