Какие опыты исследователей подтверждают существование атомов и молекул в веществах?
Вопрос
Какие конкретные эксперименты были проведены и какие результаты были получены, подтверждающие существование атомов и молекул веществ?
Добавить ответ на вопрос
Извините, у вас нет разрешения отвечать на этот вопрос. Необходима авторизация на сайте.
Ответы ( 1 )
С самого начала школьники знакомятся с опытами, которые демонстрируют, что любое вещество состоит из мельчайших частиц — атомов и молекул, и для этого не требуются сложные эксперименты. Например, мы можем взять стакан с кипятком и добавить ложку сахара. После того, как мы размешаем, сахар исчезнет. Куда же он делся? Он растворился в воде. А теперь давайте попробуем воду — она стала сладкой. Значит, сахар никуда не исчез, он остался в воде, но в виде невидимых глазу мельчайших частиц. Ведь его основное свойство — сладкий вкус при растворении — сохранилось. Таким же образом мы можем использовать воду и краситель, например марганцовку. Марганцовка растворяется в воде, и она приобретает фиолетовый цвет. Если мы разбавим полученную воду, цвет станет бледнее, поскольку количество молекул марганцовки останется прежним, а количество молекул воды увеличится.
Существование атомов и молекул в веществах было подтверждено через серию экспериментов и наблюдений в разных областях науки. Один из фундаментальных экспериментов, подтверждающих существование атомов, был проведен Джозефом Джоном Томпсоном в конце 19 века.
В эксперименте, известном как эксперимент с катодными лучами, Томпсон исследовал электронный поток в разреженном газе. Он обнаружил, что электроны снимаются с отрицательно заряженного катода и движутся в сторону положительно заряженного анода. Томпсон сделал вывод, что эти частицы, которые он назвал электронами, являются фундаментальными строительными блоками атома.
Другой важный эксперимент, подтверждающий существование атомов и молекул, был проведен Эрнестом Резерфордом в начале 20 века. В эксперименте, известном как эксперимент с рассеянием альфа-частиц, Резерфорд облучал тонкий лист золота альфа-частицами. Он обнаружил, что некоторые альфа-частицы отклонялись под большими углами, а некоторые даже возвращались назад. Резерфорд пришел к выводу, что атом должен иметь маленькое и плотное ядро, окруженное облаком электронов.
Кроме того, существуют и другие эксперименты, подтверждающие существование атомов и молекул. Например, эксперименты по изучению химических реакций, спектрального анализа и рентгеновского рассеяния также свидетельствуют о наличии атомов и молекул в веществах.
Итак, эксперименты Джозефа Томпсона и Эрнеста Резерфорда, а также другие исследования в области химии и физики, позволяют нам утверждать, что атомы и молекулы являются основными строительными блоками веществ. Эти эксперименты помогли установить основные принципы атомной и молекулярной теории, которые сейчас широко принимаются в научном сообществе.
Давайте попробуем провести следующий эксперимент. Вам понадобится стеклянная банка, вода и пищевой краситель. Вот как это сделать:
1) Наполните банку водой примерно наполовину.
2) Добавьте несколько капель пищевого красителя.
3) Посмотрите, что происходит: изначально цвет будет меняться на дне банки, но через несколько часов вся вода будет одинаково окрашена.
Теперь давайте разберемся, почему это происходит. Вода состоит из молекул, которые невидимы для глаза, но постоянно движутся и перемешиваются. Поэтому, когда мы добавляем краситель, эти молекулы начинают окрашивать воду, постепенно распространяя цвет по всей емкости.
Важно отметить, что для чистоты эксперимента следует поместить банку с водой в место, где ее никто не будет трогать руками. Таким образом, цвет воды изменится самостоятельно, без воздействия внешних сил.
Наиболее простой способ — использование сканирующего микроскопа, который позволяет наблюдать поверхность твердого объекта и увидеть, что она состоит из множества мельчайших частиц. Однако, если сканирующий микроскоп недоступен, можно привести косвенные доказательства атомарной структуры вещества, такие как Броуновское движение. Например, мельчайшие частицы, такие как цветочная пыльца, взвешенные в жидкости, подвержены беспорядочному хаотическому движению, которое можно объяснить их постоянными столкновениями с еще более мельчайшими, хаотично движущимися частицами.
Образование росы при охлаждении воздуха также может быть объяснено. Молекулы воды начинают объединяться в крупные капельки росы. Это явление можно объяснить тем, что при понижении температуры между частицами воды возникают притяжение, что приводит к их слипанию и образованию капель росы.
Также известно, что при нагревании все твердые тела увеличиваются в размерах. Это может быть легко объяснено тем, что с ростом температуры расстояния между частицами в твердом теле увеличиваются.
Если пропустить коротковолновое излучение через твердое тело, на фотопластинке можно наблюдать совокупность максимумов и минимумов. Это можно объяснить только наличием упорядоченных структур мельчайших частиц внутри твердого тела.
Все эти явления и следствия газовой динамики, основанные на молекулярно-кинетической теории газов, находят яркое подтверждение на практике.