什么是原子模型的李子布丁模型?
曾有多种理论试图解释亚原子粒子的排列。李子布丁模型,也称为汤姆逊李子布丁模型,也是一种解释亚原子粒子排列的科学模型。该模型由英国物理学家J. J. 汤姆逊爵士于1904年首次提出。该模型是在电子被发现之后,但原子核被发现之前提出的。
根据李子布丁模型,“原子中的电子被包裹在一个正电荷体积中,就像嵌入正电荷布丁中的带负电的李子一样。” 因此,它被称为李子布丁模型。
李子布丁模型试图解释原子的以下两个特性:
电子是带负电的粒子。
原子没有合力或净电荷,因为负电荷和正电荷在数量上相等。
多年来,人们已经知道原子包含带负电的亚原子粒子。在发现时,J. J. 汤姆逊爵士将这些带负电的粒子称为电子。
第一个表示物质原子结构的模型
汤姆逊的李子布丁模型是第一个用来表示物质原子结构的模型。在这个模型中,假设物质或物质由直径约为10−10米的小球组成。
在汤姆逊的原子模型中,正电荷被认为均匀分布在球体的整个体积中,这个球体被称为布丁,而带负电的粒子,即电子被称为李子,被认为是点电荷分布在壳层中。
李子布丁模型可以比作西瓜,西瓜的籽被认为是带负电的粒子,西瓜的红色部分被认为是带正电的球体。
根据该模型,带正电的球体对带负电的粒子或电子施加力。作用在带负电粒子上的合力指向带正电球体的中心。此外,带负电的电子相互排斥并形成壳层。
汤姆逊的李子布丁模型持续了几年,直到1911年欧内斯特·卢瑟福的原子核模型被发现。在欧内斯特·卢瑟福的模型公布后,汤姆逊的李子布丁模型的有效性迅速下降。然而,汤姆逊的李子布丁模型被认为是解释原子结构理论的第一次现代尝试。
汤姆逊李子布丁模型的局限性
以下是汤姆逊李子布丁模型失败的主要原因:
汤姆逊的李子布丁模型未能解释原子的稳定性。
该模型未能解释正电荷如何将带负电的粒子保持在原子中。
该模型无法给出原子中原子核的位置。
李子布丁模型没有任何实验证据支持。
李子布丁模型也无法解释薄金属箔对α粒子的散射。
该模型也无法解释光谱的存在和电子光谱的辐射。
由于这些原因,汤姆逊的李子布丁模型被否决了,尽管该模型为原子及其结构的研究铺平了道路。