Atomic models change when evidence challenges predictions
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| alpha particle/ˈælfə ˈpɑːtɪkl/ | חלקיק אלפא |
| nuclear model/ˈnjuːklɪə ˈmɒdl/ | מודל גרעיני |
מה יכול להסביר תצפית זו?
- רוב חלקיקי האלפא עברו ישר דרך הדק הפצופה, מעט שינו כיוון ומעט מאוד חזרו אחורה. מודל שימושי חייב להסביר את שלושת התצפיות הללו.
- התחל בחזית. ציין את הכמותות או התכונות שת срав, ואז החלט איזה עדות יכולה להבדיל בין שתי הסברות.
בניית המודל
- לפני גילוי האלקטרונים, האטום צויר ככדורים זעירים בלתי מחולקים. גילוי האלקטרונים הביא למודל העוגה עם הזיגים: אלקטרונים שליליים שקועים במטען חיובי מפוזר. פיזור חלקיקי אלפא ערער חלוקה זו. רוב החלקיקים עברו, מה שתואם אטום consisting מרחב ריק ברובו; סטייה גדולה נדירה הראתה שמסה ומטען חיובי מרוכזים בגרעין מרכזי זעיר. חלקיקי אלפא חיוביים נדחים על ידי גרעין מטענו חיובי.
- מודל גרעיני: מודל אטומי שבו מסה ומטען חיובי מרוכזים בגרעין מרכזי זעיר; חלקיק אלפא: חלקיק מטענו חיובי המורכב משני פרוטונים ושני ניוטרונים.
What best explains rare large deflections of positive alpha particles?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
A few alpha particles bouncing back means they hit something small, dense and positive - the nucleus. Charge spread through the whole atom could not repel them strongly enough to reverse their direction.
Match each technical term to its precise meaning.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Use the definitions to distinguish related quantities and processes.
בחר עדים שיכולים לבדוק אותו
- המודל הגרעיני החליף מטען חיובי מפוזר בגרעין צפוף ואלקטרונים מחוצה לו. בוור הוסיף אלקטרונים במרחקים או רמות אנרגיה ספציפיים; תחזיותיו התאמו לתצפיות. עבודות מאוחרות זיהו פרוטונים מטענם חיובי. צ'אדוויק סיפק עדות לניוטרונים ללא מטען בגרעין כעשרים שנה לאחר שהרעיון הגרעיני התקבל. מודל מדעי יכול להתפתח further ללא כך שכל תצפית קודמת תהפוך לשגויה.
- השתמשו בתצפיות פיזור מסופקות או בדיאגרמה ללא מחשב, ולא במקור רדיואקטיבי בכיתה. התאימו כל תצפית למסקנה והשוו אותה לתחזית המטען המפוזר. הבדילו בין מסלולים שנצפו לבין מבנה שהושקה. אנלוגיית כדור מראפה ממחישה סטייה אך לא קובעת מטען חשמלי ואינה מחקה התנהגות קוונטית. עבודה ניסיונית מפורטת מאחורי בוור וצ'אדוויק היא מחוץ לדרישות הספק.
Which two habits make the investigation or model in this case more defensible?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Stating the conditions and assumptions lets others repeat the work exactly, and recording the supporting evidence lets them check the conclusion. Hiding disagreeing results removes the evidence that could challenge a wrong conclusion, and one measurement can never establish a wider claim.
עבודה על בסיס גודלים ידועים
- ציין את הערכים הידועים ואת יחידות המידה שלהם. בחר בקשר מכיוון שההנחות שלו מתאימות למקרה זה, ולאחר מכן סדר מחדש לפני ההצבה.
- ידוע: בדגימה בדיונית של 20,000 מסלולים, 19,800 עוברים בקירוב ישר, 190 סוטים ו10 חוזרים אחורה. אחוז עבר ישר = 19,800/20,000×100 = 99%; אחוז חזרה אחורה = 10/20,000×100 = 0.05%. אירועים נדירים יכולים להיות עדות מכרעת, אך ספירות אלו הן לדוגמה ואינן מדידות היסטוריות או חישוב ישיר לגודל הגרעין.
בדגימה לדוגמה, 12 מתוך 24,000 מסלולי אלפא חוזרים אחורה. חשבו את האחוז. השתמשו באותה סדרה: כמויות ידועות → מודל → קשר → הצבה → יחידה ופרשנות.
In an illustrative sample, 12 of 24,000 alpha tracks return backwards. Calculate the percentage.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
The result is 0.05 %. Known: 12 of 24,000 tracks return backwards. Use percentage = backwards / total x 100. Percentage = 12/24,000 x 100 = 0.05%. Rare events can be decisive evidence - here for a tiny nucleus.
בדוק את המסקנה ואת הגבולות שלה
- רוב החלקיקים שעוברים אינו אומר שאטומים אין להם מסה. חזרה אחורה היא נדירה כי הגרעין הצפוף תופס מרחב מעט, ולא כי רוב הגרעינים מטענם שלילי. דיאגרמות שכבות הן מודלים ואינן מראות אלקטרונים הנעים לאורך מסלולים כוכביים מיניאטוריים הנצפים.
- חזור לתצפית המקורית. הסבר מה התוצאה תומכת, אילו תנאים היא מניחה, ודרך אחת לבדוק הסבר מתחרה.
רק התצפית הנפוצה ביותר חשובה בבדיקת מודל מדעי. טענה זו שגויה: מודל שורד רק אם הוא מסביר את כל התצפיות האמינות. חלקיקי אלפא המוחזרים אחורה הנדירים הם בדיוק מה שפסל את מודל העוגה עם זרעים; התעלמות מהמקרים הנדירים הייתה שומרת על המודל השגוי.
מודלי אטום משתנים כאשר עדות מאתגרת תחזיות: המודל הגרעיני החליף מטען חיובי מפוזר בגרעין צפוף ואלקטרונים מחוצה לו. בוור הוסיף אלקטרונים במרחקים או רמות אנרגיה ספציפיים; תחזיותיו התאמו לתצפיות. עבודות מאוחרות זיהו פרוטונים מטענם חיובי. צ'אדוויק סיפק עדות לניוטרונים ללא מטען בגרעין כעשרים שנה לאחר שהרעיון הגרעיני התקבל. מודל מדעי יכול להתפתח further ללא כך שכל תצפית קודמת תהפוך לשגויה.
Only the most common observation matters when testing a scientific model.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
A model survives only if it explains ALL reliable observations. The rare backscattered alpha particles are exactly what ruled out the plum-pudding model; ignoring the uncommon cases would have kept the wrong model.
An atomic model with mass and positive charge concentrated in a tiny central nucleus: write the technical term.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
nuclear model means An atomic model with mass and positive charge concentrated in a tiny central nucleus.