nekrasovI (1114433), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Следозательыо, по скоросты паденая можыо зычыслыть зес любой отдельной , капельки. Если теперь ыапразнть з пространство А пучок электронов, честь ых задержатся иа капельках н тем самым сообщит наследным отрицательный электрическкй заряд. При отсутстзвы поля это существенно ые взмевнт поведения гшпелек и оыв будут продолжать медлеыыо падать. Напротыз, сообщая верхней металлыческой пластике достаточный положительный, а нижней отрицательный заряд. можно ие только прыостаыознть паденве, но в заставить езряжепные капелька подпыматься звери.
Иопустим, что прв 'не!шторой напряженности поля между ыластйнайв та нлн иыая капелька ве даикетсд зв вверх, нв вниз. Вто значнт. что злевтрзческне свлы а точвастп уравцйвшнввеиш ев' зшс. Зная иапршкеныость пола н вас капельки. можно рассчитать аелйывву пмеющегосц на ней заря!!а. Результаты многочнсленыых опытое.врн различных размерах капебек в напряженностях поля ыеизмеыыо показывалы, что заряд всегда составляет целое кратное аекоторого накменыпего кли просто равен ему.
Такое скачкообразное взмененне заряде само по себе представляет ыеиболее убедвтельное доказательство атомистнческой природы электричества. Очевидно, что воглощеыне капелькой только одного электрона и долхщо обусловнть ыавменыпую величину заряда, з поглощеыне двух, трех н т. д.— соотеетстзозать целым краткым от ыего. Нанменьшая зелнчива заряда и отвечает, слелозэтельно, заряду электроыа.
Он резвы 4,80 ° 1О 'е абсолютных электростатических едныш!.' Насколько зте велйчпна мала, видно нз того, что для создания силы тока а 1 а по проводу должно ежесекуадыо протекать 6,25 ° 10®з электронов. 4) Летящий электрон отклоняется от прамолянейного пути н электрнческам ы магнытным полями.
Изучение характера етых опгловеиий позволило установить величвыу отношения заряда злы!троне к его массе (е/гл). Зная заряд, мощью было затем нзйтн и массу электрона: она равна 9,11 ° 1О™ г. Рэдыус электрона оцевизаетса з 2 ° 1О '! см. ° пчд .абседвуией злеюрестатеччсзча едеяяаей количества рзеатрячесуэв еччэяается заряд, затеряй действует яа речена еяу заряд. явзездщвйся яе расчтееяяя ! гм, с сидоВ ° ! Фзя (ереблязатезьеч раэяча чесу ! мз1, 7х Нй Основные представления о внутреннем сцюенип вещества б) Результаты одного из опытов с рассеиванием а-частиц листочком золота приводятся ниже: Угол отслансине... !5 ЗО' 45 ЮМ !В!а !М !Ьэс Числа о-члстиц...
!52ЕЕО то 52 сз зз и! 25» 427 2!! В) Диаметр атома металла составляет обычно около 3А (т. е. 3 ° 1О' см). На толщине металлического листочка лишь в 0,1 нн (т. е. 1 1О-т см) укладывается, следовательно, более 300 тыс. атомов. 7) Интересно отметить, что еше в 1819 г., т. е. почти за 100 лет до работ Резерфорда, очень сходные представления развивал в свовх лекциях профессор Московского уииверситета М. Г. Павлов. Основными его положеииями были следующие: а) движение домииирует в природе, абсолютного покои иет; б) природа света — электрическая; в) все вещества образовались пз первичной материи; г) материя связана в своем строении с электрическим зарядом; д) элементы имеют планетарное строение; е) первый атом построен из положительного и отрицательного авралов. Само собой разумеется, что теоретические построения М.
Г. Павлова имели умозрительиый характер. юооеюю с юою с юою иилонеиры истры ииллиненры мою с еюю с ямы!ною тисненые ниллио лие. нлллиорбние блллионнли соли юс Осли нн боли нн Пыи «н т» Зф з Рис. Ш-1х. Электромвгиитиый спектр. Исследованне рентгеновских лучей показало, что онн являются аналогичными видимому свету электромагнитными колебаниями, нО характеризуются гораздо меньшими длинами волн (прнблнзнтельнр 0,05 — 20 А).
В электромагнитном спектре (рнс. 1П-12) рентгеновские лучи располагаются между ультрафнолетовымн н у-лучамн радия, частнчно налагаясь на последние.' Благодаря большой проннкаюшей способности рентгеновские лучи широко прнменяются в медицине, так как позволяют путем просвечнвання н фотографнровання обнаруживать внутри живого организма различные дефекты (переломы костей, опухоли н т. и.). На рнс.
111-13 в качестве примера показан снимок кисти руки. Очень «жесткне» (т. е. $3. Атомные модели. Планетарная модель имела большое принципнальное значение как новый н значительный шаг на пути познания внутренней структуры атома. Однако на первых порах она не могла быть уточнена, так как не было известно нн число, нн расположение электронов в атомах отдельных элементов. Решение первого вопроса дали работы с так называемыми рентгеновс кн м н л уч ам н.
В 1895 г. Рентген, изучая свойства катодных лучей, обнаружил, что те,.!еста стеклянной трубки, на которые попадает поток электронов, испускают какое-то новое, действуюшее на фотографическую пластинку излучение, легко проходящее сквозь стекло, дерево н т. д., но сильно задерживаемое большинством металлов. Родиоболни инрронрасное $ рониеенобгное аеснние с 4 и р юе ю тдс г гб ю гбе юо юм югг ау™ мер э 3.
Атомные модели РентгеноВские лики н х г 'г г г ! / /'// " / Рес. 111- г* Схема рентгеновской трубки. характеризующиеся очень малой длиной волны) рентгеновские лучи применяют также для контрольного просвечивания металлического литья с целью обнаружения в нем внутренних пустот («раковин»). Рентгеновские лучи возникают при ударе быстро летящих электронов об атомы элементов, входящих в состав стекла. Если применить грубое сравнение, то это можно сопоставить с падением камня в спокойную жидкость — при таком ударе на ес поверхности возникнут волны. Характер последних будет при данной массе камня, его меФ скорости, размерах н т.
д. зависеть также и от свойств самой жидкости и изменится с заменой, например, воды на масло. Ана- ямеввеен логично этому при данной скорости электрона характер рентгеновских лучей — их длина волны — будет изменяться в зависи- Рес. ш-гз. сххмох руха е мости от того, в атом какого элемента рентгеновских лучах. ударяется летящий электрон. Так как в состав стекла входят различные элементы, получаемое излучение содержит лучи разных длин волн, что создает неудобства при пользовании им.
1(ля избежания этого в рентгеновской трубке (рис. 111-14) против катода (К) устанавливается анод (А), сделанный нз какого-либо простого вещества. Попадая на его однородную поверхностен поток электронов вызывает образование рентгеновских лучей, характеризующихся некоторой а пред елен но й длиной волны. В !912 г. Мозли постави.ч перед собой задачу изучить длины волн рентгеновских лучей, -получаемых от анодов, сделанных из различных химических элементов. Оказалось, что длины волн изменяются довольно за/ конамерно, как это видно нз рис. 1П-15. ЮВ///// Мч В/ /./ При обработке результатов измере+ ний обнаружилось, что корень квадратный из обратных значений длин волн является линейной функцией к Я атомного номера, т.
е, порядкового номера элемента в периодической си- роток стеме (рис. П!-16).е ,вгектооноВ Теоретически следовало ожидать, что длина волны должна быть тем меньше (т. е. обратное се значение тем больше), чем больше заряд атомного ядра соответствующего элемента. Результаты опытов Резерфорда показывали, что заряд ядра (2 в е-единицах) равняется приблизительно половине атомного веса. Но порядковый номср, по крайней мере для не очень тяжелых атомов, приблизительно и равняется половине атомного веса. Все это, вместе взятое, с очевидностью указывало на то, что положительный заряд ядра чис генно равен порядковому номеру элемента в периодической системе.е Таким образом, каждое атомное ядро имеет следующие основные характеристики: заряд (Л) и массу (А).
В настоящее время общепринято, что структурными составляющими всех атомных ядер («н уклонаа ми») являются две более простые частицы с почти одинаковой массой, очень близкой к единице атомных весов. Одна нз этих частиц— протон (р) — несет единицу положительного заряда, а другая — нейтрон (и) — электрически нейтральна. Структуру любого атомного ядра можно выразить простои формулой Яр.(-(А — л)п, где А — округленная 74 !!!. Основные представлении о внутреннем строении вещества т! м Сг Мо ге Со к! Си Еи уг И(р(даиИгргрд Рис. 111-!Ги Длины волн рентгеновских лучей и атомный номер. Рис.
!П-!5. Длины воли рентгенов ских лучей дли элементов от Т! до Ен. природе существуют атомы углерода и с массовым числом 12 (сокращенно — "С), и с массовым числом 13 ('эС). Такие атомы одного и того же элемента, характеризующиеся различными массовыми ч и сл а м и (т. е. суммарным числом иуклонов), носят название изотопов данного элемента. Обычный углерод, имеющий атомный вес 12,011, представляет собой природную смесь 'хС (около 98,9%) и "С (около 1,1)с). Так как химические свойства изотопов в подавляющем большинстве случаев практически тождественны, состав их природной смеси при реакциях обычно не изменяется.е э Ввиду электронейтральности атома ч и с л о э л е кт р о и о в, входящих в его структуру, равно заряду ядра, т.
е. порядковому (атомному) номеру соответствующего химического элемента. Установление этого числа (Е) позволило подойти к построению а т о м н ы х м оделе й. В общих чертах вопрос был решен Бором (1913 г.). Для химии наиболее интересны модели, разработанные в 1916 г. Косселем. Хотя ири их построении принимался во внимание ряд различных свойств атомов, здесь можно ограничиться рассмотрением химической стороны расс ждений. Г~ ри переходе от легких ко все более тяжелым атомам заряды их ядер последовательно возрастают. С другой стороны, химические свойства элементов при том же переходе изменяются периодически (1 $5).
Отсюда следует, что химические свойства определяются не столько общим числом электронов в атоме, сколько их относительны и р асполож ен и е м. Но если это так, то и обратно, исходя из химических свойств можно получить указания на расположение электронов. В частности, следует ожидать некоторую периодичность его изменения при последовательном возрастании зарядов ядер.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
