Atom Modell av Perrin: Egenskaper, Eksperiment, Postulater

Den atomiske modellen til Perrin sammenlignet atomkonstruksjonen med et solsystem, hvor planetene ville være de negative ladningene, og solen ville være en positiv ladning konsentrert i sentrum av atomet. I 1895 demonstrerte den fremragende franske fysikeren overføringen av negative ladninger av katodestråler til overflaten de påvirker.

Med dette ble den elektriske naturen til katodestrålene demonstrert og gitt lys på atomets elektriske natur, forstått den som den minste og udelukkelige enheten av materie. I 1901 foreslo Jean Baptiste Perrin at tiltrengningen av de negative belastningene som omgir senteret (positiv ladning) motvirkes av treghetskraften.

Denne modellen ble komplettert og perfeksjonert senere av Ernest Rutherford, som hevdet at all den positive ladningen av atomet befant seg i sentrum av atomet, og at elektronene vinklet rundt.

Denne modellen hadde imidlertid noen begrensninger som ikke kunne forklares på den tiden, og modellen ble tatt til grunn av den danske fysikeren Niels Bohr for å foreslå sin modell i 1913.

Kjennetegn ved Perrins atommodell

De mest fremragende egenskapene til Perrins atommodell er følgende:

- Atomet består av en stor positiv partikkel i midten av den, hvor det meste av atommassen er konsentrert.

- Rundt denne konsentrerte positive ladningsbanen er det flere negative ladninger som kompenserer den totale elektriske ladningen.

Perrins forslag sammenligner atomstrukturen med et solsystem, hvor den konsentrerte positive ladningen vil oppfylle Suns funksjon, og de omkringliggende elektronene vil oppfylle planets rolle.

Perrin var en pioner i å foreslå den diskontinuerlige strukturen av atomet i 1895. Imidlertid insisterte han aldri på å designe et eksperiment som ville bidra til å bevise den oppfatningen.

eksperiment

Som en del av doktorgradsopplæringen jobbet Perrin som assistent i fysikk ved Ecole Normale Supérieure de Paris, mellom 1894 og 1897.

Da utviklet Perrin det meste av sin forskning ved å kontrollere katodestrålingens natur. det vil si hvis katodestrålene var elektrisk ladede partikler, eller hvis de tok form av bølgene.

Katodestråler

Eksperimentet med katodestråler oppstår ved forskning med Crookes-rør, en struktur oppfunnet av den engelske kjemikeren William Crookes på 1870-tallet.

The Crookes tube består av et glassrør som bare inneholder gasser inni. Denne konfigurasjonen har en metalldel i hver ende, og hvert stykke er koblet til en ekstern spenningskilde.

Når røret er energisert, blir luften inne i det ionisert, og følgelig blir det en strømleder og lukker den åpne kretsen mellom elektrodene i enden.

Innenfor røret tar gassene et fluorescerende aspekt, men til slutten av 1890-tallet var forskerne ikke klar over årsaken til dette fenomenet.

Da var det ukjent om fluorescensen skyldtes sirkulasjonen av elementære partikler inne i røret, eller hvis strålene tok form av bølgene som transporterte dem.

Perrins undersøkelser

I 1895 repeterte Perrin katodestråleforsøkene ved å koble et utløpsrør til en større tom beholder.

I tillegg la Perrin en vanntett vegg for vanlige molekyler og repliserte konfigurasjonen av Crookes ved å plassere et Faraday-bur, inneholdt i et beskyttende kammer.

Hvis strålene passerte gjennom den ugjennomtrengelige veggen for vanlige molekyler i Faradays bur, ville det automatisk bli demonstrert at katodestrålene var sammensatt av grunnleggende elektrisk ladede partikler.

Verifikasjonsmetode

For å bekrefte dette, koblet Perrin en elektrometer nær den vanntette veggen for å måle de elektriske ladningene som ville oppstå når katodestråler traff der.

Ved utførelsen av forsøket ble det påvist at sjokket av katodestrålene mot den ugjennomtrengelige veggen induserte en liten måling av negativ ladning i elektrometeren.

Deretter avledte Perrin strømmen av katodestråler ved å tvinge systemet gjennom induksjon av et elektrisk felt, og tvang katodestrålene til å slå mot elektrometeret. Da det skjedde, registrerte apparatet en betydelig høyere elektrisk ladning i forhold til forrige rekord.

Takket være eksperimentene til Perrin ble det påvist at katodestrålene utgjorde partikler med negative ladninger.

Senere i begynnelsen av 1900-tallet oppdaget JJ Thomson formelt eksistensen av elektroner og deres ladnings-masseforhold, basert på Perrins forskning.

postulater

I 1904 opplyste den britiske forskeren JJ Thomson sitt forslag om atommodell, også kjent som plommepudding-modell.

I denne modellen ble den positive ladningen forstått som en homogen masse og de negative ladningene ville bli spredt tilfeldig over den positive masse.

I analogien ville den positive ladningen være massen av pudding, og de negative ladningene ville bli representert av plommene. Denne modellen ble avvist av Perrin i 1907. I sitt forslag angir Perrin følgende:

- Den positive ladningen utvides ikke gjennom hele atomstrukturen. Tvert imot er det konsentrert i sentrum av atom.

- Negative kostnader blir ikke spredt gjennom atomet. I stedet er de ordnet på en ordnet måte rundt den positive ladningen, mot atomens ytre kant.