Concetti Chiave
- Thompson sviluppa un nuovo tubo che dimostra la carica negativa dei raggi, influenzati da un campo magnetico.
- Nel 1901, Thompson introduce il modello atomico a panettone, con cariche positive e negative distribuite come polpa e canditi.
- Millikan determina la carica dell'elettrone attraverso esperimenti con gocce d'olio, evidenziando la divisione dell'atomo in particelle subatomiche.
- Ruthford, usando particelle alfa, scopre che l'atomo ha un nucleo centrale con cariche positive, attorno al quale ruotano gli elettroni.
- Gli esperimenti di Ruthford dimostrano che la maggior parte delle particelle alfa attraversa la lamina d'oro, mentre poche vengono deviate o respinte.
Thompson inventa un nuovo tubo
I raggi vengono fatti passare in una fenditura e si compattano in un fascetto che colpisce uno schermo pieno di fosforo, e così si crea un punto luminoso. Dopo avvicina una calamita a questo nuovo tubo e il fascetto di raggi è attratto verso il polo +, da qui si capisce che hanno carica negativa.Nel 1901 Thompson propone un nuovo modello atomico a panettone, in cui prevalgono le cariche positive (come la polpa gialla di un panettone) ma sono presenti anche cariche negative (come i canditi).
Thompson riesci a determinare il rapporto tra la carica e la massa degli elettroni usando la formula magnetica di Lorenz: Fm= q v B.
Millikan ricava la carica dell'elettrone
Carica la parte superiore positiva è quello inferiore negativa, alcune goccioline d'olio iniziano a salire, altre a scendere e altre rimangono dove sono.
Forza di gravità uguale e contraria a forza elettrica.
Fp= mg
Fel= q E
Mg= q E
Confrontando le goccioline d'olio trova la carica dell'elettronica (1,9 x 10 alla meno 19). L'atomo è divisibile in elettroni con massa e carica elettrica minore di zero. All'inizio gli elettroni vennero associati unicamente alle correnti elettriche, ma nel giro di pochi anni fu dimostrato, attraverso le misure di radioattività, che essi erano parte integrante degli atomi. Emerse di conseguenza l'ipotesi che all'interno dell'atomo dovesse esistere una corrispondente carica positiva. Ruthford dopo aver determinato la natura delle radiazioni alfa (atomi di elio privi di due elettroni), le utilizzò per bombardare gli atomi d'oro di una sottilissima lamina. Dopo l’urto con gli atomi di oro le particelle alfa venivano raccolte da un apposito schermo capace di evidenziare la loro presenza. I risultati furono i seguenti:
1. gran parte delle particelle alfa attraversava la lamina senza subire deviazioni
2. alcune particelle venivano deviate di angoli più o meno grandi rispetto alla direzione iniziale
3. pochissime rimbalzavano indietro con grande valenza.
Grazie alla misura degli angoli di deflessione e all'applicazione della legge di Coulomb, Ruthford propose per l'atomo il seguente modello:
1. l'atomo è composto da un nucleo centrale in cui sono concentrate le cariche positive e la massa dell'atomo
2. gli elettroni occupano lo spazio vuoto intorno al nucleo
3. gli elettroni, carichi negativamente, ruotano intorno al nucleo come pianeti intorno al Sole
4. il numero degli elettroni è tale da bilanciare la carica positiva del nucleo.
Le poche particelle alfa che arrivavano molto vicino al nucleo sono respinte violentemente dalla sua carica positiva e tornano indietro. Le altre sono invece soltanto deflesse o proseguono indisturbate perché lontano dal nucleo la forza repulsiva è minore ed è attenuata dalla presenza degli elettroni.
Domande da interrogazione
- Qual è il contributo principale di Thompson alla comprensione dell'atomo?
- Come ha determinato Millikan la carica dell'elettrone?
- Quali sono stati i risultati dell'esperimento di Rutherford con le particelle alfa?
- Qual è la struttura dell'atomo secondo il modello di Rutherford?
Thompson ha proposto il modello atomico a panettone, in cui le cariche positive prevalgono ma sono presenti anche cariche negative, e ha determinato il rapporto tra la carica e la massa degli elettroni.
Millikan ha determinato la carica dell'elettrone confrontando il comportamento delle goccioline d'olio in un campo elettrico, trovando che la carica è 1,9 x 10 alla meno 19.
Rutherford ha scoperto che la maggior parte delle particelle alfa attraversava la lamina d'oro senza deviazioni, alcune venivano deviate, e pochissime rimbalzavano indietro, portandolo a proporre un modello atomico con un nucleo centrale.
Secondo Rutherford, l'atomo è composto da un nucleo centrale con cariche positive e massa, mentre gli elettroni negativi ruotano intorno al nucleo, bilanciando la carica positiva.
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