physicsmatayom

2007/May/17

m6112550g8

Aug20_2550b.e.

http://media1.podbean.com/podcast-blog-audio-video-media-files/blogs/2231/uploads/OHM1.xls

นาย เอกพงศ์ อภิวิมลลักษณ์ m6112550G8ชั้น ม.6/11 เลขที่ 39

แบบจำลองอะตอมของทอมสัน

เดิมดอลตันเสนอแนวคิดเกี่ยวกับโครงสร้างว่าอะตอมเล็กที่สุดแบ่งต่อไม่ได้ แต่จากการทดลองหาค่าประจุต่อมวลของรังสีคาโธด   ทำให้ทอมสันเสนอว่าอะตอมแบ่งต่อได้   คำถามที่เกิดขึ้นมาก็คือ แล้วอะตอมเป็นอย่างไร

            เนื่องจากอะตอมเล็กมากมองไม่เห็น  การบอกโครงสร้างจึงเป็นเพียงคำอธิบายที่เสนอขึ้นมาเพื่อใช้อธิบาย  คือเป็นเพียงแบบจำลอง

            แนวคิดแบบจำลองอะตอมของทอมสัน    อะตอมเป็นทรงกลม มีปริมาณประจุ-บวกเท่ากับประจุลบ  ประจุบวกกระจายอยู่ภายในทรงกลมอย่างต่อเนื่องและสม่ำเสมอ  มีอิเล็กตรอนที่เป็นประจุลบฝังอยู่ภายใน  ซึ่งแบบจำลองอะตอมของทอมสันนี้เปรียบได้เหมือนผลแตงโม

            แนวคิดอะตอมของทอมสันนี้   สมเหตุสมผลคือ มีลักษณะเป็นทรงกลม  มี ปริมาณประจุบวกเท่ากับประจุลบ แต่ไม่สามารถอธิบายได้ว่าประจุบวกจะยึดกันอย่างไรจึงอยู่อย่างต่อเนื่องได้  และเหตุใดอะตอมของนีออนซึ่งมีอิเล็กตรอน 10 และอะตอมของโซเดียมซึ่งมีอิเล็กตรอน 11  ธาตุทั้งสองมีจำนวนอิเล็กตรอนต่างกันเพียง 1  ตัว  เหตุใดธาตุทั้งสองจึงมีสมบัติทางเคมีต่างกันมาก

            แนวคิดนี้ของทอมสันจึงถูกยกเลิกไป

จากผลการทดลองต่าง ๆ พบว่า ของแข็งบางชนิด   เช่นเหล็ก    ทองแดง สามารถนำไฟฟ้าได้ หรือแม้กระทั่งสารละลาย
โซเดียมคลอไรด์     ซึ่งเป็นของเหลวก็นำไฟฟ้า    เพราะของเหลวบางชนิดละลายในตัวทำละลายแล้วเกิดแตกตัวเป็นไอออน แล้วไอออนสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ  ทำให้สารละลายโซเดียมคลอไรด์นำไฟฟ้าได้   หรือแม้กระทั่งก๊าซนำไฟฟ้าได้ ภายใต้ความดันต่ำ และความต่างศักย์ระหว่างขั้วไฟฟ้ามาก ๆ  นอกจากนี้เราสามารถทำให้ฉนวนแสดง อำนาจไฟฟ้าได้
เช่น นำแท่งพลาสติกถูกับผ้าสักหลาดสักครู่ แท่งพลาสติกจะแสดงอำนาจไฟฟ้าบริเวณที่ถู ซึ่งสามารถดูดกระดาษชิ้นเล็กๆ มาติดกับแท่งพลาสติกได้   จากผลการทดลองต่าง ๆ ดังกล่าวนี้ ทำให้นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า สารต่าง ๆ จะมีประจุไฟฟ้า
2 ชนิด     คือประจุบวกและประจุลบ แต่การที่วัตถุไม่แสดงอำนาจไฟฟ้า   เพราะมีปริมาณของประจุบวกและลบเท่ากัน

หลอดรังสีแคโทด เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการทดลองเกี่ยวกับการนำไฟฟ้าของก๊าซ และใช้ศึกษาสมบัติของรังสีแคโทด
จนสามารถค้นพบอิเล็กตรอนและโปรตอนในอะตอม

NEXT GO TO 

http://www.il.mahidol.ac.th/course/ap_chemistry/atomic_structure/thomson.htm

แบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด  

ลอร์ดเออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด พ.ศ.2314-2480 นักวิทยาศาสตร์ชาวนิวซีแลนด์ทำการทดลองยิงอนุภาคแอลฟา ไปยังแผ่นทองคำในปี พ.ศ.2454 อุปกรณ์ที่ใช้ในการทอลองอนุภาคแอลฟาผ่านรูแผ่นตะกั่วหนาตรงออกไปผ่านทะลุแผ่นทองคำบางๆแล้วตรวจ

สอบอนุภาคแอลฟาด้วยฉากเรืองแสงซิงก์ซัลไฟด์ซึ่งโค้งเป็นวงล้อมรอบแผ่นทองคำด้วยเครื่องตรวจสอบเทเลสโคปผลจากการทดลองพบว่า

ส่วนใหญ่อนุภาควิ่งเป็นเส้นผ่านทะลุแผ่นทองคำออกไปและน้อยครั้งมากที่อนุภาคแอลฟาสะท้อนกลับผ่านทะลุแผ่นทองคำ ออกมาในแนวทางเดิมและนานๆครั้งจะเบนออกจากแนวทางเส้นตรงผลจากการทดลองทำให้รัทเทอร์ฟอร์ดมีแนวคิดโครงสร้างอะตอม
แนวคิดโครงสร้างอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ดเป็นดังนี้
1.อะตอมมีศูนย์กลางของประจุบวก ซึ่งเป็นที่รวมของโปรตรอนเรียกว่านิวเคลียสอะตอม
2.นิวเคลียสอะตอมมีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับขนาดของอะตอมทั้งหมด
3.นิวเคลียสเป็นแหล่งรวมมวลของอะตอม เพราะการที่อนุภาคแอลฟาเบนออกไปนั้น เกิดจากการผลักของประจุบวกที่มีมวลรวมกันอยู่อย่างหนาแน่น
4.อิเล็คตรอนไม่ได้อยู่ในนิวเคลียส แต่อยู่รอบๆนิวเคลียสและมีมวลน้อยมากเมื่อเปรียบเทียบกับมวลของโปรตรอน ทั้งนี้เพราะอนุภาคแอลฟ่าสามารถผ่านทะลุแผ้นโลหะออกไปได้ร้อยละ 99โดยไม่มีการเบน
แนวความคิดเกี่ยวกับนิวเคลียสของอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ดนั้นถูกต้อง เพราะจากการทดลองในระยะหลังพิสูจน์ได้ว่า อะตอมมีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของนิวเคลีส 100,000เท่าขึ้นไป

NEXT GO TO

http://www.il.mahidol.ac.th/course/ap_chemistry/atomic_structure/rutherford.htm

===============================================================

แบบจำลองอะตอมตามทฤษฏีของโบร์
นีล โบร์(Niels Bohr) นำแนวคิด ของรัทเธอร์ฟอร์ดและพลังค์มาสร้างทฤษฏีอะตอมขึ้นใหม่โดยมีสมมติฐานที่สำคัญ 2ข้อคือ

1.อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสเป็นเป็นแกนกลาง มีอิเล็กตรอนเคลื่อนที่เป็นวงกลมรอบนิวเคลยสโดยมีวงโคจรบางวงที่อิเล็กตรอนจะไม่แผ่ลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาซึ่งในวงโคจรดังกล่าว อิเล็กตรอนจะมีโมเมนตัมเชิงมุมคงตัวและโมเมนตัมเชิงมุม(L)นี้มีค่าเป็นจำนวนเต็มเท่ากับของ hbar=h/(2*pi)
                                                นั่นคือ L=mvr=nh/(2*pi)     n คือเลขควอนตัม 1,2,3,...       

2.เมื่ออิเล็กตรอนรับหรือคายพลังงาน จะมีการเปลี่ยนแปลงวงโคจรสู่วงอื่นๆและพลังงานที่อิเล็กตรอนรับหรือคายจะอยู่ในรูปคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าตามสูตรของแพลงค์  f=(Eni-Enf)/h  

 NEXT GO TO

http://www.il.mahidol.ac.th/course/ap_chemistry/atomic_structure/bohr.htm

http://sathaporn.exteen.com/20070517/m611202550g8



    m611202550g8การค้นพบรังสีเอ็กซ์ (X-rays)

  • การค้นพบรังสีเอ็กซ์ (X-rays)
  • มีการค้นพบรังสีเอกซ์ เมื่อวันที่ 8 พฤศจิกายน พ.ศ. 2438 โดยศาสตราจารย์วิลเฮล์ม คอนรัด เรินต์เกน (Wilhelm Konrad Roenigen, ค.ศ. 1845-1923 ชาวเยอรมัน) อาจารย์สอนวิชาฟิสิกส์ แห่งมหาวิทยาลัย วูร์ซบูร์ก (Wurzburg) ประเทศเยอรมนี ในเวลาใกล้ ๆ กัน เบกเคอเรล (Antonic Becquerel, ค.ศ. 1852-1908 ชาวฝรั่ง เศส) ค้นพบว่า แร่ยูเรเนียนมีกัมมันตภาพรังสีและมาดามคูรี (Madame Marie Curie, ค.ศ. 1867-1934 ชาวฝรั่งเศส) ค้นพบแร่กัมมันตรังสี เรเดียม
    รังสีเอ็กซ์เกิดขึ้นได้อย่างไร
  • รังสีเอกซ์มิได้เกิดขึ้นโดยธรรมชาติ แต่เป็นรังสีที่มนุษย์สร้างขึ้น โดย ใช้ปรากฏการณ์อันหนึ่งที่ภาษาเยอรมันเรียกว่า เบรมม์ชตราห์ลุง (bremmstrahlung) ซึ่งแปลว่า สกัดกั้น หรือทำให้ช้าลงหรือทำให้หยุด (breakingradiation) เพราะรังสีเอกซ์ส่วนใหญ่ เกิดขึ้นจากการที่อิเล็ก ตรอน ซึ่งเป็นวัสดุที่มีมวลและมีน้ำหนัก (อิเล็กตรอน 1 ตัวมีมวล 9.11 x 10-31กิโลกรัม) วิ่งไปกระทบกับโลหะทังสเตน และถูกทังสเตนสกัดกั้นไว้ จนวิ่งช้าลงหรือจนหยุด ทำให้อิเล็กตรอนคายพลังงานจลน์ (kineticenergy) ของมันออกมา ตามกฎที่ว่าพลังงานย่อมไม่สูญหาย กล่าวคือ เมื่ออิเล็กตรอนกำลังวิ่ง มีพลังงาน 2 รูป คือ พลังงานศักย์ (potentail energy) และพลังงานจลน์พอถูกทังสเตนหน่วงเหนี่ยวให้ หยุดจะเหลือแต่พลังงานศักย์ ส่วนพลังงานจลน์ไม่สูญหาย แต่เปลี่ยนรูปไปเป็น พลังงานใหม่อีก 2 รูป คือ ส่วนใหญ่ (มากกว่า 99%) เป็นความร้อน และ ส่วนน้อย (น้อยกว่า 1%) เป็นพลังงานในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เรียกว่า รังสีเอกซ์ รังสีเอกซ์ที่เกิดขึ้นนี้เป็นส่วนผสมของรังสีเอกซ์ที่มีความยาวคลื่นต่างๆ กัน ตั้งแต่ความยาวคลื่นสั้นที่สุดซึ่งมีพลังงานสูงสุดที่เกิดจากอิเล็กตรอนที่ถูกทำ ให้หยุด และความยาวคลื่นปานกลางขนาดต่าง ๆ ไปจนถึงความยาวคลื่นที่ ยาวมาก ๆ ซึ่งเป็นรังสีเอกซ์ที่มีพลังงานต่ำ และยังมีพลังงานจลน์เหลืออยู่ ส่วนผสมของรังสีเอกซ์นี้เรียกว่า เอกซเรย์สเปกตรัม (X-ray spectrum) รังสีเอกซ์ที่มีคลื่นสั้นมีพลังงานสูง จึงมีอำนาจทะลุทะลวงสูงกว่ารังสีเอกซ์ที่มี คลื่นยาว รังสีเอกซ์ยังเกิดขึ้นได้อีกวิธีหนึ่ง คือ เมื่ออิเล็กตรอนหลายวงที่วิ่ง วนรอบนิวเคลียสของอะตอม กระโดดจากวงหนึ่งที่มีระดับพลังงานสูงกว่าไปสู่ วงอื่น ที่มีระดับพลังงานต่ำกว่า จะคายพลังงานออกมาในรูปของรังสีเอกซ์ ที่ มีพลังงานเฉพาะและคงที่ สุดแล้วแต่ลักษณะอะตอมของธาตุหนึ่ง ๆ รังสี เอกซ์ที่ได้มาด้วยวิธีนี้ จึงเรียกว่า รังสีลักษณะเฉพาะ (characteristic radiation)
    ประโยชน์ของรังสีเอ็กซ์
  • รังสีเอกซ์สามารถเคลื่อนที่ทะลุผ่านสิ่งกีดขวางหนา ๆ ได้ ดังนั้น ในทางอุตสาหกรรมจึงใช้ตรวจหารอยร้าวภายในชิ้นส่วนโลหะขนาดใหญ่ ส่วนเจ้าหน้าที่ด่านตรวจก็ใช้ตรวจหาอาวุธปืนหรือระเบิดในกระเป๋าเดินทางโดยไม่ต้องเปิดกระเป๋า นอกจากนี้ จากหลักที่ว่ารังสีเอกซ์จะถูกกั้นโดยอะตอมของธาตุหนักได้ดีกว่าธาตุเบา แพทย์จึงใช้รังสีเอกซ์ฉายผ่านร่างกายมนุษย์ไปตกบนฟิล์มเพื่อตรวจดูลักษณะผิดปกติของอวัยวะภายในและกระดูก เมื่อฉายรังสีเอกซ์ที่มีความยาวคลื่นประมาณ 10-10 เมตร (ซึ่งใกล้เคียงกับขนาดของอะตอมและระยะห่างระหว่างอะตอมของผลึก) ผ่านก้อนผลึก อะตอมที่จัดเรียงตัวกันอย่างมีระเบียบในก้อนผลึกจะทำให้รังสีเอกซ์เลี้ยวเบนอย่างมีระเบียบ เมื่อศึกษาลักษณะการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ก็จะสามารถคำนวณหาระยะห่างระหว่างอะตอมและวิธีการจัดเรียงตัวของอะตอม ทำให้ทราบโครงสร้างของผลึกแต่ละชนิดได้
ผู้จัดทำนาย ปรเมศร์ นาแฉล้ม ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6/11 เลขที่ 20

edit @ 23 Feb 2008 15:09:47 by physicsmatayom

tag: atom, coulomb, nucleus, physics, ray
posted by sathaporn, at 2007-May-17 23:22:42