Констатирующий эксперимент это: В чем заключается констатирующий эксперимент

Виды психологического эксперимента | Студент-Сервис

Эксперименты бывают нескольких видов. В зависимости от способа организации выделяют лабораторный, естественный и полевой эксперименты.

Лабораторный эксперимент проводится в специальных условиях. Исследователь планово и целенаправленно воздействует на объект изучения, чтобы изменить его состояние.

Достоинством лабораторного эксперимента можно считать строгий контроль за всеми условиями, а также применение специальной аппаратуры для измерения. Недостатком лабораторного эксперимента является трудность переноса полученных данных на реальные условия.

Испытуемый в лабораторном эксперименте всегда осведомлен о своем участии в нем, что может стать причиной мотивационных искажений.

Естественный эксперимент проводится в реальных условиях. Его достоинство состоит в том, что изучение объекта осуществляется в контексте повседневной жизни, поэтому полученные данные легко переносятся в реальность. Испытуемые не всегда проинформированы о своем участии в эксперименте, поэтому не дают мотивационных искажений. Недостатки – невозможность контроля всех условий, непредвиденные помехи и искажения.

Интересно

Полевой эксперимент проводится по схеме естественного. При этом возможно использование портативной аппаратуры, позволяющей более точно регистрировать получаемые данные. Испытуемые проинформированы об участии в эксперименте, однако привычная обстановка снижает уровень мотивационных искажений.

В зависимости от цели исследования различают поисковый, пилотажный и подтверждающий эксперименты. Поисковый эксперимент направлен на поиск причинно-следственной связи между явлениями. Он проводится на начальном этапе исследования, позволяет сформулировать гипотезу, выделить независимую, зависимую и побочные переменные и определить способы их контроля.

Пилотажный эксперимент – это пробный эксперимент, первый в серии. Он проводится на небольшой выборке, без строгого контроля переменных. Пилотажный эксперимент позволяет устранить грубые ошибки в формулировке гипотезы, конкретизировать цель, уточнить методику проведения эксперимента.

Подтверждающий эксперимент направлен на установление вида функциональной связи и уточнение количественных отношений между переменными. Проводится на заключительном этапе исследования.

В зависимости от характера влияния на испытуемого выделяют констатирующий, формирующий и контрольный эксперименты.

Констатирующий эксперимент включает в себя измерение состояния объекта (испытуемого или группы испытуемых) до активного воздействия на него, диагностику исходного состояния, установление причинно-следственных связей между явлениями.

Целью формирующего эксперимента является применение способов активного развития или формирования каких-либо свойств у испытуемых. Контрольный эксперимент – это повторное измерение состояния объекта (испытуемого или группы испытуемых) и сравнение с состоянием до начала формирующего эксперимента, а также с состоянием, в котором находится контрольная группа, не получавшая экспериментального воздействия.

По возможности влияния экспериментатора на независимую переменную выделяют спровоцированный эксперимент и эксперимент, на который ссылаются.  

Спровоцированный эксперимент – это опыт, в котором экспериментатор сам изменяет независимую переменную, при этом наблюдаемые экспериментатором результаты (виды реакций испытуемого) считаются спровоцированными. П. Фресс называет данный тип эксперимента «классическим».

Интересно

Эксперимент, на который ссылаются, – это опыт, в котором изменения независимой переменной осуществляются без вмешательства экспериментатора. К этому виду психологического эксперимента прибегают тогда, когда независимые переменные оказывают воздействие на испытуемого, значительно растянутое во времени (например, система воспитания и т. п.).

Если воздействие на испытуемого может вызвать серьезное негативное физиологическое или психологическое нарушение, то такой эксперимент проводить нельзя. Однако бывают случаи, когда негативное воздействие (например, травма головного мозга) происходит в реальности. Впоследствии такие случаи могут быть обобщены и изучены.

ИБ Педагогический эксперимент.

Педагогика. Книга 1: Общие основы: Учебник для вузов

Эксперимент (лат. experimentum – проба, опыт, испытание) в педагогике – это научно поставленный опыт преобразования педагогического процесса в точно учитываемых условиях. В отличие от методов, регистрирующих то, что уже существует, эксперимент в педагогике носит созидательный характер. Экспериментальным путем пробивают себе дорогу в практику новые приемы, методы, формы учебно-воспитательной деятельности.

Эксперимент – это по сути строго контролируемое педагогическое наблюдение, с той разницей, что экспериментатор наблюдает процесс, который он сам планирует и осуществляет.

Педагогический эксперимент может охватывать группу учеников, класс, школу или несколько школ. Осуществляются и более широкие региональные эксперименты. Исследования могут быть длительными или краткосрочными в зависимости от темы и цели.

Педагогический эксперимент требует обоснования рабочей гипотезы, разработки исследуемого вопроса, составления детального плана проведения, строгого его соблюдения, точной фиксации результатов, тщательного анализа полученных данных, формулировки окончательных выводов.

Научной гипотезе, т. е. предположению, подвергающемуся опытной проверке, принадлежит определяющая роль. Эксперимент проводится для того, чтобы проверить возникшую гипотезу. Исследования «очищают» гипотезы, устраняют одни, корректируют другие, пока не будет установлена или опровергнута связь между исследуемыми факторами, раскрыты законы развития тех или иных явлений.

Надежность экспериментальных выводов зависит от соблюдения условий эксперимента. Все факторы, кроме проверяемых, должны быть тщательно уравнены. Если, например, проверяется эффективность нового приема, то условия обучения необходимо сделать одинаковыми как в экспериментальном, так и в контрольном классе. Принимая во внимание большое количество влияющих на эффективность учебно-воспитательного процесса причин, соблюсти указанное требование на практике довольно трудно.

Эксперименты классифицируют по направленности, объектам исследования, месту и времени проведения и т. д.

В зависимости от цели различают:

•  констатирующий эксперимент, при котором изучаются существующие педагогические явления;

•  проверочный, уточняющий эксперимент, когда проверяется гипотеза, созданная в ходе осмысления проблемы;

•  созидательный, преобразующий, формирующий эксперимент, в процессе которого конструируются новые педагогические явления.

Чаще всего все эти виды эксперимента составляют неразрывную последовательность. Констатирующий эксперимент, называемый иногда также методом срезов,

направляется обычно на установление фактического состояния исследуемого объекта, констатацию исходных или достигнутых параметров. Главная его цель – зафиксировать реалии, которые будут исходными для преобразующего эксперимента; его цель – создать и проверить эффективность новых методов, которые могут, по замыслу экспериментатора, повысить достигнутый уровень. Обычно для достижения устойчивого педагогического эффекта требуются длительные созидательные усилия; рассчитывать на немедленный прогресс в воспитании и развитии не приходится.

По месту проведения различают естественный и лабораторный эксперименты. Естественный – это научно организованный опыт проверки выдвинутой гипотезы без нарушения учебно-воспитательного процесса. Этот вид эксперимента избирается в том случае, когда есть основания предполагать, что сущность нововведения необходимо проверять только в реальных условиях и что ход и результаты его не вызовут нежелательных последствий.

Объектом естественного эксперимента чаще всего становятся планы и программы, учебники и учебные пособия, приемы и методы обучения и воспитания, формы учебно-воспитательного процесса.

Среди модификаций естественного эксперимента выделим параллельный и перекрестный эксперименты. Из названия их нетрудно понять, что они собой представляют.

Если нужно проверить какой-либо частный вопрос или если для получения необходимых данных нужно обеспечить особо тщательное наблюдение за испытуемыми (иногда с применением специальной аппаратуры), эксперимент переносится в специально созданные исследовательские условия и называется лабораторным. В педагогических исследованиях он применяется нечасто. Конечно, естественный эксперимент ценнее лабораторного, так как он ближе к реальной действительности. Однако в связи с тем, что здесь берутся естественные факторы во всей их сложности, возможность избирательной и точной проверки роли каждого из них резко ухудшается. Приходится идти на дополнительные затраты и переносить исследование в лабораторию, чтобы влияние неконтролируемых факторов и побочных причин свести к минимуму.

РБ

Экспериментальная педагогика

Осознав силу эксперимента, педагоги-исследователи конца XIX – начала ХХ в. связывали с ним большие надежды, уповая на то, что его волшебным ключом удастся открыть двери педагогической истины. Родилось мощное исследовательское течение, получившее название «экспериментальная педагогика».

Толчком к тому послужили эксперименты А. Сикорского по изучению умственного утомления школьников с помощью учета ошибок в диктантах (1879), Эббингауза по запоминанию материала (1885), исследования круга представлений школьников, выполненные Холлом (1890), изучение интеллекта учеников, начатое Бинэ и Саймоном (1900), изучение типов представлений у школьников (Штерн, Нечаев, Лай), памяти у детей (Бурдон, Ист, Мейман) и другие интересно задуманные, часто изящно выполненные опыты. И хотя результаты этих исследований значительного влияния на педагогическую практику не оказали, была получена возможность проникнуть с помощью эксперимента в сложнейшие проблемы воспитания.

Не осталось, кажется, ни одной области, где бы педагоги не пытались применить эксперимент, вплоть до исследования нравственной сферы и процессов, происходящих в коллективах. Распространился так называемый метод определений: ребенок давал определение нравственному понятию или называл его по признакам. Для выяснения представлений использовались методы оценки поступков литературных героев, метод недописанных рассказов и басен, из которых нужно было «вывести мораль». В начале 30-х годов ХХ в. был широко распространен

метод коллизий, т. е. решение жизненных затруднений, из которых нужно было находить выход. Иногда для облегчения давались готовые решения с разными установками: враждебной, нейтральной и положительной – одну из них надо было выбрать. Для изучения настроений и интересов детей и подростков применялся метод анонимных записок: в специальный ящик в школе ученики опускали записки с вопросами. Анализ их показывал направленность интересов школьников, настроение, уровень развития.

Экспериментаторы немало сделали для развития педагогической науки. Их вклад мог быть и бол ьшим, если бы они не ограничивались констатацией фактов, а использовали силу созидательного эксперимента. Большинство их открытий не нашло практического применения.

Экспериментальная педагогика, несмотря на недостатки и методологическую ограниченность, сыграла положительную роль в развитии педагогической науки, укреплении ее статуса. Многие связи, зафиксированные ею, вошли в золотой фонд педагогической теории.

РБ

Преданья старины глубокой

Обычно пишут, что методы эксперимента педагогика позаимствовала у естественных наук. Вряд ли это соответствует действительности. Когда в Х в. до н. э. Ликург поставил социально-педагогический эксперимент, естественных наук не было и в помине. А произошло тогда вот что.

Около 30 веков назад на полуострове Пелопоннес, самой южной части современной Греции, существовало могущественное государство Спарта. Случилось так, что трон государства унаследовал несовершеннолетний сын царя Харилай. Править страной он не мог, и поэтому вся государственная власть перешла в руки его дяди и опекуна Ликурга, весьма наблюдательного человека, который много времени и сил отдал изучению естественных явлений, сделав ряд смелых выводов. Если верить легенде, однажды Ликург продемонстрировал опыт, наглядно подтверждающий силу воспитания. Он отобрал у ощенившейся суки двух щенков и посадил их в глубокую яму, куда никто из людей не входил. Воду и пищу спускали вниз на веревке. Двух других щенков из того же помета он оставил расти на свободе. Пусть проходят курс «собачьей науки» в жизни. Когда щенята выросли, Ликург в присутствии большого скопления народа велел выпустить на виду у собак зайца. Как и следовало ожидать, щенок, выросший на свободе, погнался за зайцем, догнал его и задушил. А щенки, выросшие в яме, бросились наутек.

В историю Ликург вошел как автор законов, которые считались образцом человеческой мудрости, о чем свидетельствует хотя бы тот факт, что они без всяких изменений применялись в течение многих столетий. Граждане Спарты должны были вести здоровый и умеренный образ жизни, до самой смерти быть военнообязанными, не уделять особого внимания быту, обедать только в общественных столовых, воспитывать детей в государственных школах под руководством опытных наставников.

Древний историк Геродот повествует еще об одном эксперименте, который провел древнеегипетский фараон Псамметих из XVI династии. Однажды богоравный властелин пожелал узнать, какой народ древнее. С этой целью он распорядился отдать на воспитание пастуху двух новорожденных мальчиков простого звания. Ему было строжайшим образом запрещено говорить в присутствии детей и не допускать посторонних. (В другом варианте легенды говорится, что пастух был глухонемой.)

Дети должны были жить в уединенной хижине, и только пастух имел право в строго определенные часы навещать их, чтобы покормить молоком и пр. В остальном дети были предоставлены сами себе. Весь этот жестокий эксперимент понадобился, чтобы выяснить, на каком языке дети произнесут первое слово.

Это должно было означать, что народ, на языке которого заговорят дети, и есть самый древний.

Когда эту историю рассказали студентам и спросили, на каком языке заговорили дети, не все сразу ответили правильно, а одна девушка наивно спросила: «А на каком?» Вот к чему привела невнимательность при изучении определения «воспитание».

Двадцать веков спустя аналогичный эксперимент, только в более широких масштабах, поставил правитель Индии Джелаль-ад-дин Акбар. У него тоже возник спор с придворными, на каком языке говорили «первые люди». Поступил он так же, как и фараон, повелев отобрать у матерей 12 только что родившихся детей и поместить их в уединенную башню. Чтобы малютки не погибли, распорядился приставить к ним немых кормилиц. В течение 12 лет дети не должны были слышать ни единого слова. Срок истек. Акбар решил устроить детям публичное испытание. В качестве экспертов были приглашены знатоки всех языков: евреи, персы, индусы, арабы, халдеи и др. Однако задуманного результата получить не удалось – дети не умели говорить ни на одном языке, издавали лишь нечленораздельные звуки, а между собой общались с помощью телодвижений, мимики и жестов.

Кто посмеет после этого утверждать, что воспитание – пустяк?

Advanced Lab — Рассеяние Резерфирда: Эксперимент

Advanced Lab — Рассеяние Резерфирда: Эксперимент Дом Следующий Предыдущий Содержание

---

2. Эксперимент Резерфордского рассеяния

2.1 Теория

Эксперимент Резерфорда состоял в бомбардировке очень тонкой фольги моноэнергетическими альфа-(α)-частицами (дважды ионизированными ядрами гелия), как показано на рис. 1. Согласно модели сливового пудинга, α-частицы почти не отклонялись при прохождении через фольгу. потому что кулоновское отталкивание распространяется на положительный пудинг. Другими словами, α-частицы будут проходить прямо через фольгу. Вместо этого Резерфорд обнаружил, что небольшой процент α-частиц отклоняется на 180 градусов. Единственный способ объяснить такие отклонения состоял в том, чтобы предположить, что положительный заряд и практически вся масса атомов были сильно сконцентрированы в центре атомов в фольге. Только высокая концентрация заряда может создать необходимую кулоновскую силу для наблюдаемого рассеяния на большие углы.

Рисунок 1: Рассеивающая геометрия

Предполагая точечные заряды и чистое кулоновское отталкивание, Резерфорд вычислил, что число α-частиц, N(θ), которые отклоняются на угол θ после прохождения через фольгу, равно:

Экв. (1)

Константа K = (1/4πε ₀ ) ² (zZe ² /2Mv ² ) ² , где ε ₀ = 8,85 x 10 ^-12 Ф/м, z = количество протонов в альфа-частицах (2), Z = количество протонов в атомах составляющих фольгу (то есть атомный номер элемента фольги), M = масса альфа-частиц, а v = скорость альфа-частиц. Это уравнение (1) известна как формула рассеяния Резерфорда.

2.2 Оборудование и аппаратура

На рисунках 2 и 3 показана экспериментальная установка и конкретные положения следующего оборудования.

Рисунок 2: Экспериментальная установка и электрические соединения для Резерфордского рассеяния.
Они включают в себя рассеивающую камеру (с запорным клапаном), насос (не показан), дискриминатор/предусилитель, адаптер переменного тока и счетчик.

Список оборудования

1. Америций Источник: испускает α-частицы (энергия ~ 5,48 МэВ).
2. Держатель прорези и фольги: удерживает фольгу и прорезь на месте
3. Щель: Определяет ширину луча и расходимость α-частиц. Большой размер щели увеличит скорость счета за счет угловой точности.
4. Фольга: В этом эксперименте используются два типа фольги: золотая фольга толщиной 2 мкм и алюминиевая фольга толщиной 7 мкм.
5. Поворотный держатель: регулировка угла падения
6. Провод от детектора (расположенный в камере рассеяния) для подачи сигнала от детектора к дискриминатору/предусилителю
7. Дискриминатор/предусилитель: преобразует сигнал тока от детектора в импульс напряжения и устанавливает фильтр верхних частот для подавления импульсов напряжения ниже уровня дискриминатора.
8. Адаптер: подает питание на дискриминатор.
9. Счетчик: Подсчитывает количество импульсов напряжения (т. е. α-частиц), перехваченных детектором под каждым углом
10. Часы. Часы используются для установки интервала стробирования таким образом, чтобы количество импульсов за интервал соответствовало скорости счета детектора.
11. Камера рассеяния: Это вакуумная камера, в которой происходит рассеяние.
12. Вакуумный насос: Накачивает камеру рассеяния, чтобы предотвратить столкновения α-частиц с атомами фонового газа.

Рисунок 3: Крышка камеры рассеяния включает в себя источник, поворотный рычаг, держатель поворотного рычага, щель и фольгу.

2.3 Меры предосторожности

1. Никогда не трогайте источник америция! Перед использованием источника америция обязательно обсудите с инструктором надлежащие процедуры облучения.
2. Никогда не прикасайтесь к фольге!
3. Защищайте извещатель от света! Накройте камеру черной тканью перед включением питания детектора.
4. Не отключайте питание, пока вакуумная камера открыта.
5. Никогда не пытайтесь открыть камеру рассеивания, если насос не выключен, питание отключено и камера не вентилирована.

2.4 Процедура

Важно! Никогда не прикасайтесь к самой фольге!

Часть A: Проверьте систему подсчета.

1. Попросите инструктора прикрепить источник америция, как показано на рис. 3. Переместите поворотный рычаг, удерживающий источник америция, в положение 180*.
2. Поместите щель шириной 1 мм перед золотой фольгой. Закрепите фольгу и прорежьте поворотный держатель (2).
3. Поместите крышку рассеивающей камеры на рассеивающую камеру, убедившись, что прокладка остается на месте.
4. Откройте вентиль со стороны рассеивающей камеры, ведущий к вакуумному насосу.
5. Включите вакуумный насос.
6. Подождите 5–10 минут, пока в камере не образуется вакуум.
7. Накройте крышку рассеивающей камеры черной тканью или выключите свет (детектор светочувствительный).
8. Подключите адаптер к предусилителю дискриминатора.
9. Установите ручку на крышке рассеивающей камеры на нулевой угол (это соответствует запуску пучка альфа-частиц перпендикулярно фольге).
10. Запустить счетчик одновременно с часами. Щелчок крайнего правого переключателя счетчика вверх заставит счетчик начать подсчет количества α-частиц, достигших детектора в рассеивающей камере. Чтобы остановить подсчет, нажмите тот же переключатель вниз. Справа от экрана счетчика находится плоская квадратная черная кнопка. Эта кнопка обнуляет счетчик, но она же и останавливает счетчик! Приблизительно от 1 до 2 альфа-частиц в минуту будет рассеиваться обратно.
11. Получите и зарегистрируйте время, необходимое для подсчета заданного количества α-частиц. Повторите измерение 10 или 20 раз. Рассчитайте среднее количество отсчетов и стандартное отклонение отсчетов за фиксированный интервал времени. Стандартное отклонение должно быть равно ^1/2 .

Часть B. Измерение угловой зависимости N(θ).

В следующей процедуре вы измерите количество альфа-частиц, отклонившихся на угол θ в детектор. Процедура будет повторена как для Au, так и для Al фольги.

1. Поместите щель шириной 1 мм перед золотой фольгой. Закрепите фольгу и прорежьте поворотный держатель (2). Либо снимите поворотный держатель (5), либо поверните его в сторону. Он больше не нужен.
2. Поместите крышку рассеивающей камеры на рассеивающую камеру, убедившись, что прокладка остается на месте.
3. Откройте вентиль со стороны рассеивающей камеры, ведущий к вакуумному насосу.
4. Включите вакуумный насос.
5. Подождите 5-10 минут, пока в камере не образуется вакуум.
6. Накройте крышку рассеивающей камеры черной тканью или выключите свет (поскольку детектор чувствителен к свету).
7. Подключите адаптер к предусилителю дискриминатора.
8. Установите ручку на крышке рассеивающей камеры на нулевой угол (это соответствует запуску пучка альфа-частиц перпендикулярно фольге).
9. Получите и запишите время, необходимое для подсчета заданного количества α-частиц n(θ) при θ = 0, 5, 10, 15, 20, 25 и 30 градусов. Для получения наилучшей статистики вы должны считать достаточно долго, чтобы получить от 10 до 100 счетов. Кроме того, поскольку вам нужно будет масштабировать скорость счета, полученную на шаге 10, вам следует особенно долго считать при 30°. Примечание- будет необходимо экспериментально определять фактическую нулевую точку (θ ₀ ) θ каждый раз, когда вы меняете фольгу или прорези! Поэтому вы должны измерить скорость счета для углов, меньших нуля, чтобы найти пиковую скорость.
10. Замените щель 1 мм на щель 5 мм и повторите описанную выше процедуру (шаги 1–9), за исключением повторения шага 9, используйте углы θ = 30, 40, 50 и 60 градусов. Опять же, считайте достаточно долго под углом 30°, чтобы точно рассчитать коэффициент преобразования на шаге 11. Большая щель используется для увеличения скорости счета, поскольку N(θ) затухает как sin 9.0032 -4 (θ/2).
11. Рассчитайте коэффициент преобразования, k, для масштабирования счетчика от щелей 5 мм и 1 мм:

    Экв. (2)

    Для масштабирования измеренных значений для θ > 30° разделите скорость счета, определенную для θ = 40°, 50° и т. д., на коэффициент преобразования k.

12. Замените на алюминиевую фольгу и повторите вышеописанную процедуру (шаги с 1 по 11).
13. Рассчитайте скорость счета N(θ) = n(θ) / Δt для каждого измерения.
14. График зависимости log[ N(θ)] от log[sin(θ-θ ₀ )] для золотой и алюминиевой фольги. Не забудьте включить планки погрешностей как для N(θ), так и для θ. Если вы не знаете, как это сделать, спросите у инструктора.
15. Ваша кривая на шаге 14 должна быть прямой линией. Покажите, что наклон этой линии соответствует формуле рассеяния Резерфорда.

Часть C: Рассчитайте атомный номер алюминия.

Сравните скорость рассеяния золотой и алюминиевой фольги при угле рассеяния 10 градусов. Из формулы рассеяния Резерфорда атомные номера Au и Ag связаны с их атомными номерами следующим образом:

Экв. (3)

, где d = толщина фольги, Z = атомный номер и N = скорость счета.

---

Главная Следующий Предыдущий Содержание

---

Школа физики Технологического института Джорджии 837 State Street, Atlanta, GA 30332-0430 США, телефон: (404) 894-5201, факс: (404) 894 -9958

Эксперимент Резерфорда по альфа-рассеянию — GeeksforGeeks

Модель сливового пудинга Дж. Дж. Томсона не могла объяснить некоторые экспериментальные результаты об атомной структуре элементов. тем не менее, не было четкой модели, определяющей атомы, поэтому в 1909, Эрнест Резерфорд, британский ученый, провел эксперимент и на его основе наблюдал и предложил атомную структуру элементов и модель атома Резерфорда.

Модель атома

Основные составляющие атома

Атом состоит из электронов, протонов и нейтронов — основных частиц или субатомных частиц, составляющих структуру атома. Давайте разберемся с каждым термином.

• Электрон: В 1897 году Дж. Дж. Томсон открыл отрицательно заряженные частицы, направленные к аноду, эти лучи испускаются катодом в эксперименте с катодными лучами. Затем эти отрицательно заряженные частицы предлагаются как электроны.
• Протоны: В 1886 году Эрнест Гольдштейн обнаружил, что анод испускает положительно заряженные частицы в другом состоянии в одной и той же трубке, известные как канальные лучи или протоны.
• Нейтроны: Субатомная частица без заряда с массой, эквивалентной протону в ядре всех атомов, была открыта Дж. Чедвиком. Эти нейтрально заряженные частицы называются нейтронами.

Изотопы — это элементы с одинаковым атомным номером, но разной массой. напр. Изотопы атомов водорода представляют собой профиль ( ¹ H ₁ ), Deuterium ( ² H ₁ ) и трития ( ³ H ₁ ). Изотопы атомов углерода: ¹² C ₆ , ¹³ C ₆ , ¹⁴ C ₆ .

Изобары — это элементы с разными атомными номерами, но одинаковыми массовыми числами. напр. ¹⁹ К ₄₀ , ¹⁸ Ар ₄₀ , ²⁰ Ca ₄₀ , здесь все элементы имеют одинаковое массовое число, следовательно, они изобары.

Эксперимент Резерфорда по альфа-рассеянию

Установка эксперимента Резерфорда

Он проводит эксперимент, бомбардируя альфа-частицами тонкий лист золота, а затем замечает их взаимодействие с золотой фольгой и траекторию или путь, по которому следуют эти частицы.

В ходе эксперимента Резерфорд пропускал очень высокие потоки альфа-частиц от радиоактивного источника, то есть излучателя альфа-частиц, через тонкий лист золота толщиной 100 нм. Чтобы исследовать отклонение, вызванное альфа-частицами, он поместил экран из флуоресцентного сульфида цинка вокруг тонкой золотой фольги. Резерфорд сделал некоторые наблюдения, противоречащие атомной модели Томсона.

Наблюдения в ходе эксперимента Резерфорда по альфа-рассеянию

Наблюдения в ходе эксперимента Резерфорда по альфа-рассеянию: следовательно, он показывает, что большая часть пространства пуста.

Кроме того, некоторые α-частицы отклонились через лист золота на очень малые углы, и, следовательно, это показывает, что положительный заряд в атоме распределен неравномерно. Положительный заряд сосредоточен в очень малом объеме атома.

Очень немногие альфа-частицы (1-2%) отклонялись назад, т.е. только очень меньшее количество α-частиц имели угол отклонения почти 180°. это показывает, что объем, занимаемый положительно заряженными частицами, очень мал по сравнению с полным объемом атома.

Атомная модель Резерфорда

Резерфорд предложил атомную структуру элементов на основе своего эксперимента. Согласно модели атома Резерфорда:

• Положительно заряженная частица была сосредоточена в чрезвычайно малом объеме, и большая часть массы атома также находилась в этом объеме. Он назвал это ядром атома.
• Резерфорд предположил, что вокруг ядра атома есть отрицательно заряженные электроны. электрон, окружающий ядро, вращается вокруг него по круговой траектории с очень высокой скоростью. Он назвал орбиты этим круговым траекториям.
• Ядро, представляющее собой плотно сконцентрированную массу положительно заряженных частиц и отрицательно заряженных электронов, удерживаются вместе сильной силой притяжения, называемой электростатическими силами притяжения.

Наблюдение за моделью Резерфорда

Ограничения модели атома Резерфорда

Модель атома Резерфорда не может объяснить некоторые вещи.

1. Согласно Максвеллу, электрон, вращающийся вокруг ядра, должен испускать электромагнитное излучение, так как ускоренные заряженные частицы испускают электромагнитное излучение. но в модели Резерфорда говорится, что электроны вращаются вокруг ядра по фиксированным траекториям, называемым орбитами. Излучение будет нести энергию от движения, которое привело к сокращению орбиты. В конце концов, электроны сколлапсируют внутри ядра.
2. В соответствии с моделью Резерфорда расчеты показали, что электрон разрушится в ядре менее чем за 10 ^-8 секунд. Таким образом, модель Резерфорда создала сильное противоречие с теорией Максвелла, и впоследствии Резерфорд не смог объяснить устойчивость атома.
3. Резерфорд также не описал расположение электронов на орбите как один из других недостатков своей модели.

Несмотря на то, что ранние атомные модели были неточными и не могли объяснить некоторые экспериментальные результаты, они стали основой для будущих разработок в мире квантовой механики.

Примеры вопросов

Вопрос 1: Назовите атом, в котором есть один электрон, один протон и нет нейтрона.

Ответ:

Верно для атома водорода ¹ H ₁ .

Атомный номер водорода = количество протонов = 1

Массовое число водорода = 1

количество нейтронов = 0

Следовательно, атом водорода имеет один электрон, один протон и ни одного нейтрона.

Вопрос 2. Дайте определение термину «основное состояние атома»?

Ответ:

Это состояние атома, в котором все электроны в атоме находятся в самом низком энергетическом состоянии или уровнях, называется основным состоянием.

Вопрос 3: Представьте элемент «X», который содержит 15 электронов и 16 нейтронов.

Ответ:

Атомный номер элемента = нет. электрона = 15

Массовое число элемента = нет. электронов + нет. нейтронов

                                   = 15 + 16

                                       

Правильное представление элемента X: ³¹ X ₁₅ .

Вопрос 4: Назовите частицу и укажите ее местонахождение в атоме, который не имеет заряда и имеет массу, почти равную массе протона.

Ответ:

Частица, не имеющая заряда и имеющая массу, почти равную массе протона, представляет собой нейтрон и присутствует в ядре атома.

Вопрос 5. Атом имеет как отрицательный заряд, так и протоны, но почему заряд отсутствует?

Ответ:

Положительные и отрицательные заряды протонов и электронов равны по величине, они компенсируют действие друг друга. Итак, атом в целом электрически нейтрален.

Вопрос 6. Какова валентность атома натрия (Na)?

Ответ:

Атомный номер натрия = 11

Электронная конфигурация (2, 8, 1).

потеряв один электрон, он становится стабильным, поэтому его валентность равна 1.