Các mô hình nguyên tử thay đổi khi có bằng chứng thách thức các dự đoán
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| alpha particle/ˈælfə ˈpɑːtɪkl/ | hạt alpha |
| nuclear model/ˈnjuːklɪə ˈmɒdl/ | mô hình hạt nhân |
Điều gì có thể giải thích quan sát này?
- Hầu hết hạt alpha đi thẳng qua lá kim mỏng, một số thay đổi hướng và rất ít quay ngược lại. Một mô hình hữu ích phải giải thích được cả ba quan sát này.
- Bắt đầu bằng một dự đoán. Nêu rõ các đại lượng hoặc đặc điểm bạn sẽ so sánh, sau đó quyết định bằng chứng nào có thể phân biệt hai lời giải thích.
Xây dựng mô hình
- Trước khi electron được phát hiện, nguyên tử được mô tả như những quả cầu nhỏ không thể chia nhỏ. Sự phát hiện electron dẫn đến mô hình bánh pudding mận: các electron âm nằm xen kẽ trong điện tích dương lan tỏa. Tán xạ hạt alpha thách thức sự phân bố này. Hầu hết hạt đi qua, phù hợp với nguyên tử chủ yếu là khoảng trống rỗng; sự lệch hướng lớn hiếm gặp cho thấy khối lượng và điện tích dương tập trung trong một hạt nhân nhỏ ở trung tâm. Các hạt alpha mang điện tích dương bị đẩy bởi hạt nhân mang điện tích dương.
- mô hình hạt nhân: Mô hình nguyên tử có khối lượng và điện tích dương tập trung trong một hạt nhân nhỏ ở trung tâm; hạt alpha: Hạt mang điện tích dương bao gồm hai proton và hai neutron.
Điều gì giải thích tốt nhất hiện tượng lệch hướng lớn hiếm gặp của các hạt alpha mang điện dương?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Một số hạt alpha bị bật lại cho thấy chúng va chạm vào một vật nhỏ, đặc và mang điện tích dương - hạt nhân. Điện tích phân bố khắp nguyên tử không đủ mạnh để đẩy ngược hướng chuyển động của chúng.
Ghép mỗi thuật ngữ kỹ thuật với ý nghĩa chính xác của nó.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Sử dụng các định nghĩa để phân biệt các đại lượng và quá trình liên quan.
Chọn bằng chứng có thể kiểm chứng
- Mô hình hạt nhân thay thế điện tích dương lan tỏa bằng hạt nhân đặc và electron bên ngoài nó. Bohr thêm electron ở các khoảng cách hoặc mức năng lượng cụ thể; các dự đoán lý thuyết của ông phù hợp với quan sát. Các nghiên cứu sau này xác định proton mang điện tích dương. Chadwick cung cấp bằng chứng cho neutron không mang điện tích trong hạt nhân khoảng hai mươi năm sau khi ý tưởng về hạt nhân được chấp nhận. Một mô hình khoa học có thể phát triển thêm mà không cần mọi quan sát trước đó trở nên sai.
- Sử dụng các quan sát tán xạ được cung cấp hoặc sơ đồ không dùng máy tính, không dùng nguồn phóng xạ lớp học. Match mỗi quan sát với suy luận và so sánh với dự đoán điện tích lan tỏa. Phân biệt quỹ đạo quan sát được với cấu trúc được suy luận. Mô phỏng bi bi giải thích sự lệch hướng nhưng không thể thiết lập điện tích hay tái tạo hành vi lượng tử. Công trình thực nghiệm chi tiết đằng sau Bohr và Chadwick nằm ngoài yêu cầu chương trình này.
Hai thói quen nào sau đây giúp việc nghiên cứu hoặc mô hình trong trường hợp này trở nên thuyết phục hơn?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Việc nêu rõ các điều kiện và giả thiết giúp người khác lặp lại công việc chính xác, và ghi lại bằng chứng hỗ trợ giúp họ kiểm tra kết luận. Giấu đi các kết quả mâu thuẫn sẽ loại bỏ bằng chứng có thể thách thức một kết luận sai, và một phép đo lường không thể khẳng định một tuyên bố rộng hơn.
Làm việc từ các đại lượng đã biết
- Nêu các giá trị đã biết và đơn vị của chúng. Chọn công thức vì các giả thiết của nó phù hợp với trường hợp này, sau đó biến đổi trước khi thay số.
- Đã biết: trong một mẫu giả định gồm 20,000 hạt, 19,800 đi thẳng, 190 bị lệch hướng và 10 quay ngược lại. Phần trăm đi thẳng = 19,800/20,000×100 = 99%; phần trăm quay ngược = 10/20,000×100 = 0.05%. Các sự kiện hiếm gặp có thể là bằng chứng quyết định, nhưng những số liệu này chỉ mang tính minh họa, không phải phép đo lịch sử hay tính toán trực tiếp kích thước hạt nhân.
Trong một mẫu minh họa, 12 trong số 24,000 quỹ đạo alpha quay ngược lại. Tính phần trăm. Sử dụng cùng trình tự: đại lượng đã biết → mô hình → mối quan hệ → thay thế → đơn vị và diễn giải.
Trong mẫu minh họa, 12 trong tổng số 24,000 quỹ đạo hạt alpha bị quay ngược trở lại. Tính phần trăm.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Kết quả là 0.05 %. Đã biết: 12 trong số 24,000 quỹ đạo quay ngược trở lại. Sử dụng phần trăm = (số quay ngược / tổng số) x 100. Phần trăm = 12/24,000 x 100 = 0.05%. Các sự kiện hiếm gặp có thể là bằng chứng quyết định - ở đây là cho một hạt nhân rất nhỏ.
Kiểm tra kết luận và giới hạn của nó
- Việc hầu hết các hạt đi qua không có nghĩa là nguyên tử không có khối lượng. Tán xạ ngược là hiếm vì hạt nhân đặc chiếm ít không gian, không phải vì hầu hết hạt nhân mang điện tích âm. Sơ đồ vỏ là mô hình và không hiển thị electron di chuyển theo các quỹ đạo hành tinh thu nhỏ có thể quan sát được.
- Quay trở lại quan sát ban đầu. Giải thích kết quả hỗ trợ điều gì, những điều kiện nào mà nó giả định, và một cách để kiểm chứng một giải thích cạnh tranh.
Chỉ những quan sát phổ biến nhất mới đáng chú ý khi kiểm tra một mô hình khoa học. Tuyên bố này sai: Một mô hình chỉ tồn tại nếu nó giải thích TẤT CẢ các quan sát đáng tin cậy. Những hạt alpha bị tán xạ ngược hiếm gặp chính là yếu tố bác bỏ mô hình bánh pudding; bỏ qua các trường hợp bất thường sẽ khiến mô hình sai lầm vẫn được duy trì.
Các mô hình nguyên tử thay đổi khi bằng chứng thách thức dự đoán: Mô hình hạt nhân thay thế điện tích dương lan tỏa bằng hạt nhân đặc và electron bên ngoài nó. Bohr thêm electron ở các khoảng cách hoặc mức năng lượng cụ thể; các dự đoán lý thuyết của ông phù hợp với quan sát. Các nghiên cứu sau này xác định proton mang điện tích dương. Chadwick cung cấp bằng chứng cho neutron không mang điện tích trong hạt nhân khoảng hai mươi năm sau khi ý tưởng về hạt nhân được chấp nhận. Một mô hình khoa học có thể phát triển thêm mà không cần mọi quan sát trước đó trở nên sai.
Chỉ quan sát phổ biến nhất mới đáng kể khi kiểm tra một mô hình khoa học.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Một mô hình chỉ tồn tại khi nó giải thích TẤT CẢ các quan sát đáng tin cậy. Các hạt alpha bị tán xạ ngược hiếm gặp chính xác là điều đã bác bỏ mô hình bánh mì nhào nặn; việc bỏ qua những trường hợp hiếm hoi sẽ khiến mô hình sai lầm vẫn được giữ lại.
Một mô hình nguyên tử có khối lượng và điện tích dương tập trung trong một nhân nhỏ bé ở trung tâm: viết thuật ngữ kỹ thuật.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
nuclear model (mô hình nhân) có nghĩa là Một mô hình nguyên tử có khối lượng và điện tích dương tập trung trong một nhân nhỏ bé ở trung tâm.