Câu hỏi mở đầu trang 91 Vật lý 12 Kết nối tri thức: Kích thước nguyên tử nhỏ tới mức kính hiển vi quang học hiện đại nhất cũng không thể giúp chúng ta quan sát rõ...

Kích thước nguyên tử nhỏ tới mức kính hiển vi quang học hiện đại nhất cũng không thể giúp chúng ta quan sát rõ. Hạt nhân có kích thước còn nhỏ hơn rất nhiều (khoảng 0,0001 lần) so với nguyên tử. Các nhà khoa học đã làm thế nào để phát hiện ra điều đó?

Hướng dẫn giải :

Tìm hiểu qua báo đài, internet

Lời giải chi tiết :

Các nhà khoa học đã làm như sau

- Phân rã phóng xạ:

+ Các nhà khoa học nghiên cứu sự phân rã phóng xạ của các nguyên tử.

+ Khi một nguyên tử phóng xạ, nó phát ra các hạt alpha (α) hoặc beta (β).

+ Hạt alpha là hạt nhân heli, có kích thước lớn hơn nhiều so với hạt nhân nguyên tử.

+ Khi hạt alpha đi qua một lớp vật liệu mỏng, nó sẽ ion hóa các nguyên tử trong vật liệu đó.

+ Bằng cách đo độ dài đường đi của hạt alpha trước khi nó bị dừng lại, các nhà khoa học có thể ước tính được kích thước của hạt nhân nguyên tử.

- Thí nghiệm Rutherford:

+ Năm 1911, Ernest Rutherford thực hiện thí nghiệm bắn phá lá vàng bằng hạt alpha.

+ Hầu hết các hạt alpha đi qua lá vàng mà không bị lệch hướng.

+ Tuy nhiên, một số ít hạt alpha bị lệch hướng rất lớn.

+ Rutherford giải thích kết quả này bằng cách cho rằng nguyên tử có một hạt nhân nhỏ, tích điện dương, tập trung hầu hết khối lượng của nguyên tử.

+ Hạt alpha bị lệch hướng khi đi qua gần hạt nhân do tương tác điện từ giữa các hạt tích điện.

- Hiệu ứng Zeeman:

+ Hiệu ứng Zeeman là sự tách ra thành nhiều vạch của một vạch quang phổ khi nguyên tử bị đặt trong từ trường.

+ Mức độ tách ra của các vạch quang phổ phụ thuộc vào cường độ từ trường và cấu trúc của hạt nhân.

+ Bằng cách nghiên cứu hiệu ứng Zeeman, các nhà khoa học có thể thu thập thông tin về kích thước và cấu trúc của hạt nhân.