Номер 2, страница 162, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 11. Квантовые явления. Параграф 100. Модели строения атома. Опыт Резерфорда. Вопросы и задания - номер 2, страница 162.

Условие.

2. Какие недостатки имела планетарная модель атома Резерфорда?

Решение.

Планетарная модель атома, предложенная Эрнестом Резерфордом, стала важнейшим шагом в понимании строения вещества. Она утверждала, что атом состоит из небольшого, плотного, положительно заряженного ядра, вокруг которого по орбитам вращаются отрицательно заряженные электроны. Однако, несмотря на свою революционность, эта модель имела два фундаментальных недостатка, которые не могли быть объяснены в рамках классической физики.

Первый недостаток — теоретическая неустойчивость атома. Согласно законам классической электродинамики, электрон, как любой движущийся с ускорением электрический заряд, должен непрерывно излучать электромагнитные волны. Движение по круговой орбите — это движение с центростремительным ускорением. Излучая энергию, электрон должен был бы замедляться, двигаться по сужающейся спирали и в конечном итоге упасть на ядро. Расчеты показывали, что время жизни такого атома было бы ничтожно малым, порядка $10^{-11}$ секунды. Это полностью противоречило наблюдаемой стабильности атомов и существованию вещества как такового.

Второй недостаток — неспособность объяснить характер атомных спектров. Так как, согласно модели, электрон мог терять энергию непрерывно, то и спектр излучения атома должен был бы быть сплошным (непрерывным), то есть содержать электромагнитные волны всех возможных частот. Однако многочисленные эксперименты показывали, что атомы излучают и поглощают энергию только определенными порциями (квантами), что проявляется в виде дискретных, линейчатых спектров, состоящих из отдельных узких линий. Планетарная модель Резерфорда никак не могла объяснить, почему спектры атомов являются линейчатыми, а не сплошными.

Эти серьезные противоречия с экспериментальными данными привели к выводу о неприменимости законов классической физики к описанию явлений внутри атома и послужили толчком к развитию квантовой теории, в частности, к созданию модели атома Бора.

Ответ:Основными недостатками планетарной модели атома Резерфорда были её противоречия с законами классической электродинамики и экспериментальными данными, а именно:
1. Неустойчивость атома: модель предсказывала, что электрон должен быстро потерять энергию из-за излучения и упасть на ядро, что делало бы атом нестабильным.
2. Несоответствие спектров излучения: модель предсказывала непрерывный (сплошной) спектр излучения атома, в то время как на практике наблюдались дискретные (линейчатые) спектры.