러더 포드의 원자 구조

원자는 우리 주변의 모든 것을 구성합니다. 그것들은 가장 작은 물질 단위입니다. 원자는 양성자 (양전하 하전 입자)와 중성자 (전하 입자 없음)를 함유하는 중심 핵 (중앙 껍질)과 전자 껍질 (가장 외부 영역)을 함유하는 전자 (음의 하전 입자)의 두 가지 주요 부분을 갖는다. 

러더 포드의 원자 구조

물리학 자 Ernest Rutherford는 이러한 특정 원자 구조를 개발했습니다. 그는 원자를 핵으로 알려진 조밀하고 작고 양으로 하전 된 코어라고 묘사했습니다. 그는 모든 덩어리가 핵 주위에 중심을두고 있다고 연구했다. 전자로 알려진 음으로 하전 된 입자는 행성이 태양 주위를 돌면서 핵 주위를 돌립니다. 

Rutherford Atomic 모델에는 물리학 자 Sir J.J.의 'Plum Pudding'원자 모델이 선행되었습니다. 톰슨. 이 모델에서, 음으로 하전 된 전자는 푸딩의 매실처럼 양으로 하전 된 원자가 붙어있다. 

알파 레이 산란 실험/금 포일 실험

• 원소의 원자 구조를 설명하고 원자의 정확한 모델을 정의하기 위해 Rutherford는 골드 포일 실험으로도 알려진 알파 레이 산란 실험을 수행했습니다.
• 실험에서 그는 알파 입자를 얇은 금 포일 시트로 폭파했습니다. 그런 다음 그는 알파 입자와 금 포일 사이의 상호 작용을 관찰했습니다.
• Rutherford는 실험에서 매우 높은 광선의 알파 입자를 사용했습니다. 알파 입자로 알려진 방사성 소스가 이들을 생산했습니다.
• 알파 입자를 100mm 두께로 얇은 금으로 폭발시켰다. 알파 입자에 의해 생성 된 편향을 연구하기 위해, 그는 황일에 황화 아연의 스크린을 배치했습니다.
• 금 포일은 가능한 한 얇은 층을 원했기 때문에 선택되었습니다.
• 이중 하전 헬륨 이온은 알파 입자로 알려져 있습니다. 입자의 질량은 4 u이며 빠르게 움직이며 상당한 에너지가 있습니다.
• Rutherford의 관찰은 Thomson의 원자 모델에 반대했습니다.

알파 광선 산란 실험의 관찰

• Rutherford의 첫 번째 관찰은 대부분의 알파 입자가 경로의 변화없이 금 시트를 통과하여 대부분의 공간이 비어 있음을 보여 주었다는 것을 보여 주었다.
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• 두 번째 관찰은 금 시트가 일부 입자를 최소한의 각도로 편향 시켰다는 것입니다. 이것은 양으로 하전 된 입자가 원자에 고르지 않게 분포되었고 양전하가 원자의 부피가 상당히 적은 부피에 걸쳐 집중되어 있음을 보여 주었다.
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• 알파 입자의 약 1-2%가 180도까지 다시 편향되었습니다. 이것은 양으로 하전 된 입자의 부피가 총 부피보다 훨씬 적다는 것을 의미했습니다.

러더 포드의 원자 구조

Rutherford의 원자 구조에 따르면, 양으로 하전 된 입자는 원자에 고르지 않게 분포되었고, 양전하는 상당히 적은 부피의 원자에 집중되었다. 질량의 대부분은 또한 그 부피에있었습니다. 그는이 부분을 핵이라고 불렀다.

• Rutherford는 전자 형태의 핵 주위에 음전하를 제안했습니다. 그는 또한 전자가 핵 주위에서 매우 빠른 속도로 회전했다고 제안했다. 그는이 길을 궤도라고 불렀다.
• 양으로 하전 된 핵 및 음으로 하전 된 전자는 매력의 정전기력으로 알려진 인력의 힘에 의해 함께 유지됩니다.

알파 광선 산란 실험의 한계

Maxwell에 따르면
• 핵 주위에 회전하는 전자는 전자기 방사선을 방출해야합니다. 그럼에도 불구하고 러더 포드의 원자 구조는 전자가 궤도로 알려진 고정 된 경로에서 핵 주위에 회전한다고 말합니다. 방사선은 움직임으로부터 에너지를 운반하여 회전이 수축되고 결국 전자는 핵 내부에서 무너질 것입니다.
• Maxwell과 Rutherford의 원자 구조 사이에는 상당한 차이가 있었고 나중에 Rutherford는 원자의 안정성을 설명 할 수 없었습니다.
• Rutherford는 또한 그의 모델에서 전자의 위치를 ​​설명 할 수 없었습니다.

결론

Rutherford의 Alpha Ray Scattering 실험에서 Rutherford의 원자 구조에 관한 다음 결론을 도출 할 수 있습니다.

• 대부분의 원자는 빈 공간만으로 구성되어 있습니다.
• 원자 내부에 존재하는 대부분의 질량은 핵으로 알려진 중앙의 작은 영역에 집중되었습니다.
핵 주위를 돌면서 전자에 의해 취한 경로는 궤도로 알려져 있습니다.
• 원자는 긍정적이고 음전 하전 된 입자 사이의 강력한 정전기력으로 인해 안정적입니다.