Номер 1, страница 246 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 7. Квантовые явления. Параграф 59. Атом Бора. Вопросы - номер 1, страница 246.

Условие.

1. Какие недостатки имела планетарная модель атома Резерфорда?

Решение.

1. Какие недостатки имела планетарная модель атома Резерфорда?

Решение

Планетарная модель атома, предложенная Эрнестом Резерфордом в 1911 году, была значительным шагом вперед, но она вступала в противоречие с фундаментальными законами классической электродинамики и экспериментальными данными. Основные недостатки модели были следующими:

а) Теоретическая нестабильность атома. Согласно классической электродинамике, любой электрический заряд, движущийся с ускорением, должен непрерывно излучать электромагнитные волны, теряя при этом свою энергию. Электрон, вращающийся по орбите вокруг ядра, постоянно испытывает центростремительное ускорение. Следовательно, он должен был бы непрерывно излучать энергию, двигаться по сужающейся спирали и в конечном итоге упасть на ядро. Расчеты показывали, что время жизни такого атома было бы ничтожно малым (порядка $10^{-11}$ с), что полностью противоречит реальной стабильности атомов.

б) Характер атомных спектров. В процессе спирального движения к ядру частота вращения электрона непрерывно бы возрастала. Согласно классической теории, частота излучаемой электромагнитной волны должна совпадать с частотой вращения электрона. Таким образом, атом должен был бы иметь сплошной (непрерывный) спектр излучения. Однако многочисленные эксперименты показывали, что атомы (особенно в разреженных газах) излучают и поглощают свет только на определенных, дискретных частотах, образуя линейчатые спектры, которые являются уникальной характеристикой каждого химического элемента.

Эти противоречия продемонстрировали, что законы классической физики не могут быть применены для описания процессов внутри атома и послужили толчком к развитию квантовой механики.

Ответ: Главными недостатками планетарной модели Резерфорда являлись ее неспособность объяснить стабильность атомов (согласно классической физике, электрон должен был быстро упасть на ядро, теряя энергию на излучение) и предсказание сплошного спектра излучения вместо реально наблюдаемого линейчатого спектра.