Πώς αποδείχθηκε ότι ολόκληρη η μάζα ενός ατόμου βρίσκεται στο κέντρο του;

Δεν ήταν ακριβώς "αποδείχθηκε" ότι ολόκληρη η μάζα ενός ατόμου βρίσκεται στο κέντρο του, αλλά μάλλον μια σειρά πειραμάτων και παρατηρήσεων οδήγησε στην κατανόηση ότι το μεγαλύτερο μέρος της μάζας συγκεντρώνεται σε ένα μικροσκοπικό, πυκνό πυρήνα στο κέντρο του ατόμου.

Ακολουθεί μια ανάλυση των βασικών πειραμάτων και ανακαλύψεων:

1. Πείραμα χρυσού αλουμινίου του Rutherford (1911):

* Ρύθμιση: Τα σωματίδια άλφα (θετικά φορτισμένα σωματίδια) πυροδοτήθηκαν σε ένα λεπτό φύλλο χρυσού φύλλου.

* Παρατήρηση: Τα περισσότερα σωματίδια άλφα περνούσαν κατευθείαν μέσα από το φύλλο, αλλά μερικά εκτρέπονται σε μεγάλες γωνίες, μερικοί ακόμη και αναπήδησαν προς την πηγή.

* Συμπέρασμα: Αυτό το απροσδόκητο πρότυπο σκέδασης οδήγησε τον Rutherford να προτείνει το πυρηνικό μοντέλο του ατόμου Θεώρησε ότι το άτομο έχει ένα μικρό, πυκνό, θετικά φορτισμένο πυρήνα στο κέντρο του και τα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια περιστρέφονται γύρω από αυτό. Αυτό εξήγησε γιατί τα περισσότερα σωματίδια άλφα πέρασαν μέσω (κενός χώρος) και γιατί μερικοί εκτρέπονται (αλληλεπίδραση με τον πυρήνα).

2. Η ανακάλυψη του νετρονίου του Chadwick (1932):

* Παρατήρηση: Ο Chadwick παρατήρησε ότι ένα ουδέτερο σωματίδιο, το νετρόνιο, εκπέμπεται όταν το βηρύλλιο βομβαρδίστηκε με σωματίδια άλφα.

* Συμπέρασμα: Η ανακάλυψη του νετρονίου επιβεβαίωσε ότι ο πυρήνας ενός ατόμου περιέχει και τα δύο πρωτόνια (θετικά φορτισμένα) και τα νετρόνια (ουδέτερα), τα οποία μαζί αποτελούν την πλειοψηφία της μάζας ενός ατόμου.

3. Περαιτέρω πειράματα με ηλεκτρόνια:

* Παρατηρήσεις: Πειράματα με ηλεκτρόνια, όπως το πείραμα Drop Oil Millikan , επιβεβαίωσε ότι τα ηλεκτρόνια έχουν μια πολύ μικρή μάζα σε σύγκριση με τα πρωτόνια και τα νετρόνια.

* Συμπέρασμα: Αυτά τα πειράματα ενίσχυαν περαιτέρω την κατανόηση ότι η πλειονότητα της μάζας ενός ατόμου συγκεντρώνεται μέσα στον πυρήνα.

Σημαντικά σημεία για να σημειώσετε:

* μοντέλο σύννεφων ηλεκτρονίων: Ενώ ο πυρήνας είναι το πιο τεράστιο μέρος του ατόμου, το σύννεφο ηλεκτρονίων δεν είναι κενός χώρος. Τα ηλεκτρόνια υπάρχουν σε περιοχές πιθανότητας και το ατομικό μοντέλο έχει εξελιχθεί πέρα ​​από το απλό πλανητικό μοντέλο.

* Σχετικότητα: Στο πλαίσιο της θεωρίας της σχετικότητας, της μάζας και της ενέργειας του Αϊνστάιν είναι ισοδύναμη. Ως εκ τούτου, η μάζα ενός ατόμου είναι στην πραγματικότητα ένα άθροισμα των μαζών των πρωτονίων, των νετρονίων και της ενέργειας δέσμευσης που κρατάει τον πυρήνα μαζί.

Συνοπτικά, η κατανόηση ότι το μεγαλύτερο μέρος της μάζας ενός ατόμου βρίσκεται στον πυρήνα του χτίστηκε σε μια σειρά πειραμάτων και παρατηρήσεων, με αποκορύφωμα το σημερινό μοντέλο του ατόμου.