Hóa Lí căn bản - Phần 1 | Thư Viện Vật Lý

Chương 1

Cấu trúc Nguyên tử
- Cơ học cổ điển

John Dalton (1805) cho rằng toàn bộ vật chất được cấu tạo bởi những hạt rất nhỏ gọi là nguyên tử. Ông hình dung nguyên tử là một hạt rắn chắc không có khả năng phân chia. Vào cuối thế kỉ mười chín đã có đủ bằng chứng thực nghiệm tích góp cho thấy nguyên tử được cấu tạo bởi những hạt còn nhỏ hơn nữa. Những hạt hạ nguyên tử này được gọi là hạt sơ cấp. Số lượng hạt sơ cấp đã biết ngày nay là rất lớn. Đối với chúng ta, ba hạt sơ cấp quan trọng nhất là proton, neutron và electron. Cách thức những hạt sơ cấp này tổ chức thành cấu trúc bên trong của nguyên tử là một câu chuyện thú vị. Những điểm mốc chính trong lịch sử phát triển của cấu trúc nguyên tử bao gồm:

1896	Khám phá electron và proton của J.J. Thomson
1909	Hạt nhân nguyên tử của Rutherford
1913	Xác định số nguyên tử của Mosley
1913	Nguyên tử Bohr
1921	Cấu hình sắp xếp điện tử Bohr-Bury
1932	Khám phá ra neutron của Chadwick

Mô hình nguyên tử

Mô hình nguyên tử: Các điểm mốc chính

TIA CATHODE – KHÁM PHÁ RA ELECTRON

Kiến thức về electron được suy luận ra từ kết quả của các nghiên cứu về sự phóng điện trong ống phóng điện (J. J. Thomson, 1896). Ống phóng điện gồm một ống thủy tinh với hai điện cực kim loại hàn dính vào thành ống (Hình 1.1). Không khí có thể được rút ra bằng máy bơm qua một khe nhỏ bên thành ống. Hai điện cực được nối với nguồn điện áp cao (10.000 V) và không khí được hút chân không một phần. Sự phóng điện đi qua giữa hai điện cực và không khí còn lại bên trong ống bắt đầu phát sáng. Nếu hầu như toàn bộ không khí được rút ra khỏi ống, thì sự phát sáng được thay bởi những tia mờ nhạt tạo ra sự huỳnh quang ở đầu ống thủy tinh xa cathode. Các tia phát ra từ cathode và đi ra vuông góc với cathode theo đường thẳng được gọi là tia cathode.

Sự tạo ra tia cathode

Hình 1.1 Sự tạo ra tia cathode

CÁC TÍNH CHẤT CỦA TIA CATHODE

1. Chúng truyền đi theo đường thẳng ra xa cathode và tạo bóng của những vật kim loại đặt trong đường đi của chúng.

2. Tia cathode gây ra chuyển động cơ của một bánh xe nhỏ đặt trong đường đi của chúng. Như vậy, chúng có động năng và phải là những hạt vật chất.

3. Chúng gây ra sự huỳnh quang (phát sáng) khi chúng đi tới thành thủy tinh của ống phóng điện.

4. Chúng làm một lá kim loại nóng sáng khi bị chúng đập vào.

5. Tia cathode tạo ra tia X khi chúng đi tới một tấm bia kim loại.

6. Tia cathode bị lệch hướng bởi điện trường và từ trường theo kiểu cho thấy chúng bao gồm những hạt nhỏ xíu mang điện tích âm.

Bằng cách đo tác dụng của từ trường và điện trường lên tia cathode, Thomson đã có thể tính ra tỉ số của điện tích và khối lượng (e/m) của hạt tia cathode. Theo đơn vị SI, giá trị e/m của các hạt cathode là – 1,76.10⁸ C/g. Là kết quả của một vài thí nghiệm, Thomson đã chứng minh được rằng giá trị e/m của hạt cathode là bằng nhau, bất kể chất khí trong ống phóng điện và kim loại làm cathode là gì. Điều này chứng tỏ rằng các hạt cấu tạo nên tia cathode đều giống hệt nhau và là bộ phận cấu tạo của các nguyên tử. Nhà vật lí người Hà Lan H.A. Lorentz đã đặt tên cho chúng là electron.

Các electron cũng thu được bởi tác dụng của tia X hoặc tia tử ngoại lên các kim loại và từ các dây tóc nung nóng. Chúng còn được phát ra dưới dạng hạt β bởi các chất phóng xạ. Như vậy, electron là một thành phần vạn vật của mọi nguyên tử.

Hóa Lí Căn Bản - Arun Bahl, B.S. Bahl, G.D. Tuli
Bản dịch của Thuvienvatly.com
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>