Модель атома Томсона

Изучение спектров изолированных атомов показало, что атомы имеют какое-то внутреннее строение, что это не есть неделимые кирпичики материи. Надо было объяснить наблюдаемые спектры, т.е. надо было объяснить строение атома.

К тому времени были уже известны отрицательно заряженные частицы ‑ электроны и положительно заряженные частицы ‑ протоны. Причем, масса протона во много раз больше массы электрона, а заряд равен заряду электрона.

Исходя из этого, Томсон в 1903 году предложил следующую модель строения атома. Атом представляет собой положительно заряженную сферу, внутри которой находится электрон (см. рис. 2).

Напряженность электрического поля внутри заряженной сферы определяется выражением:

так как заряд положительной сферы равен заряду протона, т.е. заряду электрона.

Тогда на электрон, находящийся внутри заряженной сферы, со стороны электрического поля действует сила, направленная к центру сферы:

где . Отсюда следует, что на электрон в атоме действует квазиупругая сила, подобная силе механической пружины, коэффициент жесткости которой равен .

Т.е. если электрон вывести из положения равновесия (центр атома), то он начнет совершать колебания, с частотой, равной

При гармонических колебаниях электрон будет двигаться ускоренно и, следовательно, должен излучать электромагнитные волны. Частота этих электромагнитных волн совпадает с частотой колебаний электрона. Зная частоту, можно определить радиус атома. Действительно, из формулы для собственной частоты колебаний электрона в атоме получим:

Подставим числовые значения:

Произведя вычисления, получим:

Полученное числовое значение радиуса атома совпадает со значением, полученным из газокинетических представлений.

Дата добавления: 2014-01-11