แบบจำลองอะตอม
- 2. Atomic physics Pre-test ...เวลา 10 Ȩที...
- 4. ดิโมคริตุส (Democritus) ดิโมคริตุส นักปราชญ์ชาวกรีก ได้เสนอ แนวคิดเกี่ยวกับอะตอมไว้ว่า - สสารทุกชนิดประกอบด้วยอนุภาคที่เล็ก ที่สุด เรียกว่า อะตอม - อะตอมเป็นหน่วยที่เล็กที่สุด ไม่สามารถ แบ่งแยกต่อไปได้อีก - คําว่า “อะตอม” มาจากภาษากรีกว่า atomos ซึ่งแปลว่าแบ่งแยกอีกไม่ได้
- 5. จอห์น ดอลตัน (John Dalton) ทฤษฎีอะตอมของดอลตัน 1. สสารประกอบด้วยอะตอมซึ่งเป็นหน่วยที่เล็กที่สุด แบ่งแยกต่อ ไปอีกไม่ได้และไม่สามารถสร้างขึ้นหรือทําลายให้สูญหายไป ได้โดยมีแรงซึ่งไม่ทราบแน่ชัดกระทําระหว่างอะตอมเพื่อยึด อะตอมเข้าด้วยกัน 2. อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันจะมีมวลและสมบัติเหมือนกันทุก ประการ ส่วนอะตอมของธาตุต่างชนิดกันจะมีลักษณะต่างกัน โดยอะตอมของธาตุแต่ละชนิดจะมีรูปร่างและนํ้าหนักเฉพาะตัว
- 6. จอห์น ดอลตัน (John Dalton) (ต่อ) ทฤษฎีอะตอมของดอลตัน 3. อะตอมของธาตุหนึ่งจะเปลี่ยนไปเป็นอะตอมของธาตุอื่นไม่ได้ 4. สารประกอบเกิดจากการรวมตัวของอะตอมของธาตุตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปในสัดส่วนที่คงตัว โดยอะตอมจะจัดเรียงตัวกันใหม่ เกิดเป็นสารประกอบชนิดใหม่ขึ้นมา
- 8. เซอร์โจเซฟ จอห์น ทอมสัน (Sir Joseph John Thomson) ทอมสัน นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ ได้ศึกษาและทดลองเกี่ยวกับหลอดรังสี แคโทด ซึ่งเป็นหลอดแก้วสุญญากาศ (บรรจุแก๊สความดันตํ่า) ที่ ประกอบด้วยขั้วไฟฟ้าแคโทดและแอโนด เมื่อให้ความต่างศักย์สูงกับขั้ว ไฟฟ้าทั้งสองจะเกิดรังสีพุ่งออกจากขั้วแคโทด เรียกว่า รังสีแคโทด (Cathode ray)
- 9. เซอร์โจเซฟ จอห์น ทอมสัน (Sir Joseph John Thomson)
- 10. เมื่อรังสีแคโทดไม่เกิดการเบี่ยงเบน แสดงว่าแรงไฟฟ้ามีค่าเท่ากับแรงแม่เหล็ก แรงไฟฟ้า = แรงแม่เหล็ก เมื่อ q คือ ประจุของอนุภาคภายในรังสีแคโทด หน่วย C v คือ ความเร็วของอนุภาคภายในรังสีแคโทด หน่วย m/s E คือ สนามไฟฟ้า หน่วย N/C หรือ V/m B คือ สนามแม่เหล็ก หน่วย T V คือ ความต่างศักย์ระหว่างขั้วของสนามไฟฟ้า หน่วย V d คือ ระยะห่างระหว่างขั้วของสนามไฟฟ้า หน่วย m
- 11. เมื่อพิจารณาแรงจากสนามแม่เหล็ก ที่ทําให้อนุภาคมวล m เคลื่อนที่เป็นวงกลมด้วยรัศมี r เมื่อแทนค่า ; จะได้
- 12. สิ่งที่ทอมสันค้นพบ - อัตราส่วนประจุต่อมวลเท่ากับ 1.76x1011 C/kg - “อนุภาคลบในรังสีแคโทดต้องมีลักษณะเหมือนกัน และอะตอมทุก ชนิดย่อมจะมีอนุภาคที่มีประจุลบเป็นองค์ประกอบเหมือนกัน” เป็นการค้นพบอนุภาคที่มีประจุลบซึ่งเป็นองค์ประกอบของอะตอม การศึกษาต่อมา... - ในเวลาต่อมาอนุภาคลบ ถูกเรียกว่า “อิเล็กตรอน (Electron)” - เนื่องจากอะตอมเป็นกลางทางไฟฟ้า แสดงว่าต้องมีประจุบวกใน จํานวนที่เท่ากับอิเล็กตรอน - ออยเกิน โกลด์ชไตน์(Eugen Goldstein) ได้ทดลองโดยใช้หลอด รังสีแคโทดที่แตกต่างจากทอมสันเล็กน้อย และได้ค้นพบอนุภาคที่ มีประจุบวก เรียกว่า โปรตอน (Proton)
- 15. เมื่อหยดนํ้ามันที่มีประจุลบบางส่วนลอยนิ่งอยู่กับที่ แสดงว่า แรงไฟฟ้า = แรงโน้มถ่วง มิลลิแกนพบว่า ประจุบนหยดนํ้ามันมีค่าเป็นเลขจํานวนเต็ม คูณด้วย 1.60x10-19 C จึงสรุปว่าเป็นประจุของหยดนํ้ามัน เมื่อมีอิเล็กตรอน 1 ตัว นั่นคือ อิเล็กตรอนมีค่าประจุไฟฟ้า = 1.60x10-19 C
- 16. ดังนั้น มวลของอิเล็กตรอนมีค่าเท่ากับ 9.1x10-31 kg เมื่อประจุของอิเล็กตรอน 1 ตัว มีค่า เท่ากับ 1.60x10-19 C และค่า ประจุต่อมวล เท่ากับ 1.76x1011 C/kg
- 19. ลอร์ดเออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด (Lord Ernest Rutherford) ศึกษาทิศทางการเคลื่อนที่ของอนุภาคแอลฟา โดยยิงอนุภาคแอลฟาซึ่งมี ประจุบวกไปที่แผ่นทองคําบาง ๆ และมีฉากเรืองแสงล้อมรอบแผ่นทองคํา
- 20. ผลการทดลองของรัทเทอร์ฟอร์ด - อนุภาคแอลฟาส่วนใหญ่จะวิ่งเป็นแนวเส้นตรงผ่านแผ่นทองคํา ไปกระทบฉากเรืองแสงที่อยู่ด้านหลัง - อนุภาคแอลฟาบางส่วนจะเกิดการกระเจิง - อนุภาคแอลฟาส่วนน้อยมากสะท้อนกลับมาบริเวณด้านหน้าของ แผ่นทองคํา
- 21. - อนุภาคแอลฟาส่วนใหญ่ควรจะทะลุผ่านแผ่นทองคําหรือเบนจาก แนวเดิมเพียงเล็กน้อย - เนื่องจากอนุภาคแอลฟาจะเกิดแรงผลักกับโปรตอนและเกิด แรงดึงดูดกับอิเล็กตรอนที่กระจายอยู่ทั่วไปในอะตอม ทําให้ แรงลัพธ์ที่กระทําต่ออนุภาคแอลฟามีค่าน้อย สิ่งที่ควรจะเป็นตามแบบจําลองอะตอมของทอมสัน
- 22. รัทเทอร์ฟอร์ดคิดว่า - อะตอมควรจะมีที่ว่างเป็นจํานวนมาก เนื่องจากอะตอมผ่านไปเป็น เส้นตรง - อนุภาคบางส่วนที่สะท้อนกลับ แสดงว่า ภายในอะตอมจะต้องมี อนุภาคบางอย่างที่มีมวลมากพอที่จะทําให้อนุภาคแอลฟาสะท้อน กลับได้ซึ่งน่าจะเป็นอนุภาคของโปรตอน
- 23. ต่อมารัทเทอร์ฟอร์ดค้นพบว่ามีอนุภาคอีก 1 ชนิดที่มีมวลมากพอ ๆ กับ โปรตอนและอยู่รวมกับโปรตอนภายในนิวเคลียสของอะตอม ต่อมา เจมส์ แชดวิก ได้ค้นพบอนุภาคดังกล่าว เรียกว่า นิวตรอน (Neutron)