Examkin

Soru

Zorluk: Çok zorTarihsel Atom Modelleri (Dalton, Thomson, Rutherford)

Thomson atom modeline göre pozitif yükler atom hacmine homojen olarak dağılmıştır. Ernest Rutherford ise alfa (α\alpha) parçacıkları saçılması deneyiyle bu modeli test etmiştir. Yapılan elektrostatik hesaplamalar, Thomson modelinin öngördüğü yük dağılımına sahip bir atoma gönderilen alfa parçacıklarının en fazla bir derecenin onda biri kadar sapabileceğini göstermektedir. Ancak deneyde bazı alfa parçacıklarının çok büyük açılarla (90∘90^\circ ve üzeri) saptığı, hatta geriye döndüğü gözlenmiştir.

Buna göre, Thomson modelinin bu saçılma davranışını açıklayamamasının temel nedeni ve Rutherford'un ulaştığı sonuçlarla ilgili;

I. Thomson modelinde artı yüklerin tüm atom hacmine yayılması, alfa parçacığının maruz kalabileceği maksimum elektriksel kuvveti sınırlandırmıştır.
II. Rutherford, büyük açılı sapmaların ancak artı yüklerin atomun merkezinde çok küçük bir hacimde (çekirdek) toplanmasıyla oluşacak güçlü elektrik alan sayesinde gerçekleşebileceğini ortaya koymuştur.
III. Alfa parçacıklarının büyük çoğunluğunun hiç sapmadan levhadan geçmesi, atomun kütlesinin tamamının çekirdek dışında ve çok geniş bir alana yayıldığının kanıtıdır.

yargılarından hangileri doğrudur?

  1. A
    Yalnız I
  2. B
    Yalnız II
  3. I ve IICevap
  4. D
    I ve III
  5. E
    I, II ve III

Cevap

Thomson modelinin yük dağılımının elektriksel kuvveti sınırlandırdığını belirten birinci öncül ile Rutherford'un çekirdekteki artı yüklerin oluşturduğu güçlü elektrik alana dair ikinci öncülünü içeren seçenek doğrudur.
Thomson modelinde pozitif yükün büyük bir hacme dağılmış olması, alfa parçacığına etki eden maksimum Coulomb kuvvetini sınırlar ve sapma açısının küçük kalmasına neden olur. Rutherford ise büyük sapmaları açıklamak için pozitif yüklerin çekirdek denilen çok küçük bir hacimde toplanarak güçlü bir elektrik alan oluşturması gerektiğini belirtmiştir. Alfa parçacıklarının sapmadan geçmesi atomun boşluklu yapısını gösterir ancak kütlenin çekirdek dışında yayıldığını değil, aksine kütlenin neredeyse tamamının çekirdekte yoğunlaştığını kanıtlar.

Adım Adım Çözüm

1
Thomson atom modelindeki yük dağılımının ve bunun oluşturduğu elektrik alanın alfa parçacığı üzerindeki etkisini analiz etmek.
Thomson modelinde artı yükler geniş bir hacme (R≈10−10 mR \approx 10^{-10}\text{ m}) yayıldığından, alfa parçacığının maruz kalacağı maksimum elektrik alan ve dolayısıyla elektriksel kuvvet çok küçüktür. Bu durum sapma açısını en fazla 0.1∘0.1^\circ ile sınırlar. Birinci öncül doğrudur.
Thomson modelinin alfa saçılmasını neden açıklayamadığını anlamak için modelin elektriksel kuvvet limitlerini incelemek gerekir.
2
Rutherford'un büyük açılı sapmaları açıklamak için önerdiği çekirdek kavramını değerlendirmek.
Rutherford, büyük sapma açılarının (90∘90^\circ ve üzeri) ancak artı yüklerin çok küçük bir hacimde (r≈10−14 mr \approx 10^{-14}\text{ m}) yoğunlaşmasıyla oluşabilecek çok güçlü bir elektrik alan (E∝1/r2E \propto 1/r^2) ve Coulomb itme kuvveti sayesinde mümkün olabileceğini göstermiştir. İkinci öncül doğrudur.
Sapmanın büyüklüğü ile çekirdeğin boyutu ve oluşturduğu elektrik alan arasındaki fiziksel ilişkiyi kurmak.
3
Alfa parçacıklarının sapmadan geçmesinin atom kütlesinin dağılımı üzerindeki etkisini değerlendirmek.
Alfa parçacıklarının büyük çoğunluğunun sapmadan geçmesi atomun büyük oranda boşluktan oluştuğunu gösterir. Ancak atomun kütlesinin neredeyse tamamı çekirdek dışında değil, aksine çekirdeğin içinde toplanmıştır. Çekirdek dışındaki bölgede sadece kütlesi ihmal edilebilecek kadar küçük olan elektronlar bulunur. Üçüncü öncül yanlıştır.
Rutherford atom modelinde kütle ve hacim dağılımı arasındaki temel farkı ortaya koymak.

Anahtar Kavram

Thomson modelinin sınırlılıkları ve Rutherford saçılma deneyi ile çekirdek kavramının deneysel olarak keşfi
Tahmini Süre:2m 30s
Bu soruyu puanla

Konular

Tarihsel Atom Modelleri (Dalton, Thomson, Rutherford)

Bu konudan daha fazla soru