Атомният модел на Перин: Характеристики, Експеримент, Постулати

Атомният модел на Перин сравнява структурата на атома със слънчевата система, в която планетите ще бъдат отрицателните заряди, а Слънцето ще бъде положителен заряд, концентриран в центъра на атома. През 1895 г. изключителният френски физик демонстрира прехвърлянето на отрицателни заряди от катодни лъчи към повърхността, върху която те въздействат.

С това се демонстрира електрическата природа на катодните лъчи и дава светлина върху електрическата природа на атома, като я разбира като най-малката и неделима единица материя. През 1901 г. Жан Батист Перин предполага, че привличането на отрицателните заряди, които заобикалят центъра (положителен заряд), се противодейства от силата на инерцията.

Този модел е допълнен и усъвършенстван по-късно от Ърнест Ръдърфорд, който твърди, че целият положителен заряд на атома е разположен в центъра на атома и че електроните обикалят около него.

Въпреки това, този модел има някои ограничения, които не могат да бъдат обяснени по това време, и моделът е взет като основа от датския физик Нилс Бор, за да предложи своя модел през 1913 година.

Характеристики на атомния модел на Перин

Най-забележителните характеристики на атомния модел на Перин са следните:

- Атомът се състои от голяма положителна частица в центъра му, в която е концентрирана по-голямата част от атомната маса.

- Около тази концентрирана орбита на положителния заряд има няколко отрицателни заряда, които компенсират общия електрически заряд.

Предложението на Перин сравнява атомната структура със слънчевата система, където концентрираният положителен заряд ще изпълнява функцията на Слънцето и околните електрони ще изпълнят ролята на планетите.

Перин е пионер в представянето на прекъснатата структура на атома през 1895 г. Въпреки това, той никога не е настоявал за разработване на експеримент, който би помогнал да се докаже тази концепция.

експеримент

Като част от докторската си подготовка, Перин работи като асистент по физика в Ecole Normale Supérieure de Paris, между 1894 и 1897 година.

Дотогава Перин разработи повечето от своите изследвания, за да провери естеството на катодните лъчи; това е, ако катодните лъчи са електрически заредени частици, или ако са взели формата на вълните.

Катодни лъчи

Експериментът с катодни лъчи възниква при провеждане на изследвания с тръби Крукс - структура, измислена от английския химик Уилям Крукс през 1870-те.

Тръбата Крукс се състои от стъклена тръба, съдържаща само газове вътре. Тази конфигурация има метална част на всеки край и всяка част е свързана към външен източник на напрежение.

Когато тръбата е захранена, въздухът вътре в него се йонизира и следователно става проводник на електричество и затваря отворената верига между електродите в краищата.

Вътре в тръбата газовете приемат флуоресцентен аспект, но до края на 1890-те учените не са наясно с причината за това явление.

Дотогава беше неизвестно дали флуоресценцията се дължи на циркулацията на елементарни частици вътре в тръбата или ако лъчите приемат формата на вълните, които ги транспортират.

Разследванията на Перин

През 1895 г. Перин копира експериментите с катодните лъчи, като свързва разрядна тръба към по-голям празен контейнер.

Освен това, Перин постави водоустойчива стена за обикновени молекули и възпроизведе конфигурацията на Крукс, като постави Фарадеева клетка, съдържаща се в защитна камера.

Ако лъчите преминаха през непроницаемата стена за обикновените молекули в клетката на Фарадей, автоматично ще се докаже, че катодните лъчи са съставени от фундаментално електрически заредени частици.

Метод за проверка

За да потвърди това, Перин свързва електромер в близост до водонепроницаемата стена, за да измери електрическите заряди, които биха възникнали, когато катодните лъчи ударят там.

При провеждането на експеримента е доказано, че ударът на катодните лъчи срещу непроницаемата стена индуцира малко измерване на отрицателния заряд в електромера.

Впоследствие Перин отклони потока от катодни лъчи, принуждавайки системата да индуцира електрическо поле, и принуди катодните лъчи да ударят срещу електромера. Когато това се случи, електромерът записа значително по-висок електрически заряд в сравнение с предишния запис.

Благодарение на експериментите на Перин, беше показано, че катодните лъчи са съставени от частици с отрицателни заряди.

По-късно, в началото на 20-ти век, Дж. Дж. Томсън официално открива съществуването на електроните и тяхната зарядно-масова връзка, основани на изследванията на Перин.

постулати

През 1904 г. британският учен Дж. Дж. Томсън обявява предложението си за атомния модел, известен още като модел за пудинг.

В този модел положителният заряд се разбира като хомогенна маса и отрицателните заряди биха били разпръснати на случаен принцип върху положителната маса.

По аналогия, положителният заряд ще бъде масата на пудинга, а отрицателните заряди ще бъдат представени от сливите. Този модел е отхвърлен от Перин през 1907 г. В предложението си Перин посочва следното:

- Положителният заряд не се разширява по цялата атомна структура. Напротив, тя е концентрирана в центъра на атома.

- Отрицателните заряди не се разпръскват през атома. Вместо това, те са подредени по ред начин около положителния заряд, към външния ръб на атома.