1. ฟิ สิ กส์ อะตอม 2
แบบจำลองอะตอมของทอมสั น
แบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ ฟอร์ ด

2. “ อะตอมมีลกษณะเป็ นทรงกลม ประกอบไปด้ วยโปรตอนซึ่งมี
ั
ประจุบวก และอิเล็กตรอนซึ่งมีประจุลบกระจำยอยู่ทวไปอย่ ำง
ั่
สม่ำเสมอและในอะตอมที่เป็ นกลำงทำงไฟฟำจะมีจำนวนโปรตอน
้
เท่ ำกับจำนวนอิเล็กตรอน ”

4. OF THE ATOM
BY J. J. THOMSON

5. ตำมแบบจำลองอะตอมของทอมสั น ข้ อใด
กล่ำวถูกต้ อง
 1. อะตอมมีลกษณะเป็ นทรงกลม โดยเนือของทรงกลม
ั
้
เป็ นประจุบวกกระจำยอย่ ำงสมำเสมอและมีอเิ ล็กตรอน
่
ฝังอยู่ในเนือทรงกลม
้
 2. ปริมำณประจุบวกและปริมำณประจุลบมีจำนวน
เท่ ำกัน
 3. ในสภำพปกติอะตอมเป็ นกลำงทำงไฟฟ้ ำ
 4. ถูกทุกข้ อ

6. สิ่ งควรทรำบ
เลขอะตอม = จำนวนโปรตอน = ลำดับในตำรำงธำตุ
ดังนั้น หำกทรำบเลขอะตอมจะบอกได้ ว่ำเป็ นธำตุอะไร
อะตอมปกติ จำนวน p = จำนวน e
•หำกอะตอมปกติรับ e เพิม จะมีประจุรวมเป็ นลบ
่
•หำกอะตอมปกติเสี ย e ออก จะมีประจุรวมเป็ นบวก

7. ลองคิด
ถ้ ำเรำยิงปื นลมพลำดเป้ ำบ่ อยครั้ง
นำน ๆ ครั้งเรำจึงจะยิงเข้ ำเป้ ำ
แสดงว่ ำเป้ ำนั้นมีขนำดเล็กหรือใหญ่

8. แบบจำลองอะตอมของ
รัทเทอร์ ฟอร์ ด (RUTHERFORD)
อะตอมมีลกษณะโปร่ ง ประกอบด้วย
ั
่
ประจุไฟฟ้ าบวกที่รวมกันอยูที่ศูนย์กลาง
เรี ยกว่า นิวเคลียส ซึ่ งถือว่าเป็ นที่รวมของ
มวลเกือบทั้งหมดของอะตอม โดยมี
อิเล็กตรอนเคลื่อนที่รอบๆนิวเคลียสด้วย
ระยะห่างจากนิวเคลียสมาก เมื่อเทียบกับ
ขนาดของนิวเคลียส และระหว่าง
่
นิวเคลียสกับอิเล็กตรอนเป็ นที่วางเปล่า"

9. รังสี แอลฟ่ ำ ()
แนวคิดตำมแบบจำลองของทอมสั น
+ +
++ + +
+
แผ่ นทองคำ
+
หำกเป็ นไปตำมแบบจำลองอะตอมของทอมสั น รังสี เกือบทั้งหมดต้ อง
เบี่ยงเบนกำรเคลือนที่ เพรำะเกิดแรงผลักระหว่ ำงประจุบวกของรังสี แอลฟำ
่
กับโปรตอน และหำกรังสี แอลฟำพุ่งชนโปรตอนจะทำให้ โปรตอนกระเด็นไป
เพรำะ รังสี แอลฟำมีมวลมำกกว่ ำ รังสี แอลฟำจะไม่ สะท้ อนกลับออกมำเลย

10. Expected Results
Observed Results

12. ข้ อสั งเกตที่แบบจำลองอะตอมของทอมสันตอบไม่ได้
1. ทำไมประจุบวกรวมกันเป็ นเนืออะตอมได้ ทั้งทีประจุ
้
่
บวกต้ องออกแรงผลักกัน
2. ถ้ ำอิเล็กตรอนสั่ นแบบซิมเปิ ลฮำร์ มอนิกจะให้
สเปกตรัมแบบต่ อเนื่องแต่ จำกกำรทดลองพบว่ ำ
อะตอมให้ สเปกตรัมแบบเส้ น ไม่ ต่อเนื่อง

13. ERNEST RUTHERFORD
ทำกำรทดลองโดยยิงอนุภำคแอลฟำ
(alpha particle) ผ่ ำนแผ่ นทองคำบำงๆ
พบว่ ำอนุภำคแอลฟำส่ วนใหญ่ เดินทำง
เป็ นเส้ นตรงทะลุผ่ำนแผ่ นทองคำไปโดย
ไม่ เบี่ยงเบน แต่ มหลำยอนุภำคเบี่ยงเบน
ี
จำกแนวทำงเดิมเป็ นมุมโต บำงส่ วน
สะท้ อนกลับเกือบเป็ นเส้ นตรง

14. กำรทดลองของ Rutherford

18. กำรทดลองเสมือน
http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/rutherford/index.html

19. บทสรุปกำรทดลองของ RUTHERFORD
มวลส่ วนใหญ่ ของอะตอมรวมกันอยู่
อย่ ำงหนำแน่ นในบริเวณที่เป็ น
ปริมำตรน้ อยๆ และบริเวณส่ วนใหญ่
ของอะตอมเป็ นที่ว่ำงเปล่ ำ

20. ผลกำรทดลองของรัทเทอร์ ฟอร์ ด
 อนุภำคแอลฟำส่ วนใหญ่ ทะลุผ่ำนแผ่ นทองคำไป
เป็ นเส้ นตรง
 อนุภำคบำงส่ วนหักเหหรือบ่ ำยเบนไปจำก
แนวเดิม เมื่อผ่ ำนแผ่ นทองคำ
 และมีอนุภำคจำนวนน้ อยมำกทีหักเหสะท้ อน
่
กลับมำทำงด้ ำนหน้ ำของแผ่ นทองคำ

21. อภิปรำยผลกำรทดลองของรัทเทอร์ ฟอร์ ด
อนุภำคแอลฟำส่ วนใหญ่ ทะลุผ่ำนแผ่ นทองคำไปเป็ น
เส้ นตรงแสดงได้ ว่ำภำยในอะตอมจะต้ องมีทว่ำงมำกมำย
ี่
อนุภำคบำงส่ วนหักเหหรือบ่ ำยเบนไปจำกแนวเดิม เมือ
่
ผ่ ำนแผ่ นทองคำ แสดงว่ ำภำยในต้ องมีอนุภำคทีเ่ ป็ นบวกอยู่
แต่ มขนำดเล็กนิดเดียว
ี
และมีอนุภำคจำนวนน้ อยมำกทีหักเหสะท้ อนกลับมำทำง
่
ด้ ำนหน้ ำของแผ่ นทองคำ แสดงว่ ำต้ องมีอนุภำคทีมมวลมำก
่ ี
แต่ มขนำดเล็กรวมกันเป็ นกลุ่มอยู่ภำยในอะตอม
ี

22. สรุปแบบจำลองรัทเทอร์ ฟอร์ ด
1. อะตอมเป็ นกลำงทำงไฟฟำโดยทีมประจุบวกอัดแน่ นอยู่ตรงกลำงเรียกว่ ำ
้
่ ี
นิวเคลียส และมีประจุลบคืออิเล็กตรอนวิงอยู่รอบ ๆ นิวเคลียสและห่ ำงจำก
่
นิวเคลียสมำก
2. รัทเทอร์ ฟอร์ ดคำนวณพบว่ ำเส้ นผ่ ำศูนย์ กลำงของนิวเคลียสมีค่ำประมำณ
10-15– 10-14 เมตร แต่ อะตอมมีเส้ นผ่ ำศูนย์ กลำงประมำณ 10-10 เมตร แสดงว่ ำ
อะตอมมีขนำดใหญ่ กว่ ำนิวเคลียสมำก
3. รัทเทอร์ ฟอร์ ดทดลองยิงอนุภำคแอลฟำเข้ ำไปตรง ๆ
กับนิวเคลียสของทองคำพบว่ ำเกิดกำรสะท้ อนกลับเป็ นเส้ น
ตรงแสดงว่ ำพลังงำนจลน์ เท่ ำกับพลังงำนศักย์ ไฟฟำ
้

23. คำถำมเล่ นๆ นะ

24. เมื่อยิงอนุภำคแอลฟ่ ำไปยังแผ่ นโลหะทองบำง ๆ
(เลียนแบบกำรทดลองของรัทเทอร์ ฟอร์ ด) ปรำกฏกำรณ์
ในข้ อใดมีโอกำสเกิดได้ น้อยทีสุด
่
ก. อนุภำคแอลฟ่ ำจะวิงผ่ ำนทะลุผ่ำนทองคำเป็ นเส้ นตรง
่
ข. อนุภำคแอลฟ่ ำจะวิงสะท้ อนกลับ
่
ค. อนุภำคจะวิงเบนไปจำกแนวเส้ นตรงเล็กน้ อย
่
ง. อนุภำคแอลฟ่ ำจะวิงเบนไปจำกแนวเส้ นตรงค่ อนข้ ำงมำก
่

25. ผลกำรทดลองของรัทเทอร์ ฟอร์ ดในข้ อใด
ที่ไม่ สอดคล้องกับแบบจำลองอะตอมของทอมสั น
1. อนุภำคแอลฟำผ่ ำนทะลุแผ่ นทองคำมีลกษณะเป็ นเส้ นตรง
ั
2. อนุภำคแอลฟำผ่ ำนทะลุแผ่ นทองคำไปได้ แต่ มกำรเบี่ยงเบน
ี
3. อนุภำคแอลฟำวิงชนแผ่ นทองคำแล้ วสะท้ อนกลับ
่
4. อนุภำคแอลฟำบำงอนุภำคถูกดูดกลืน

26. ตำมแบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ ฟอร์ ด ข้ อใด
กล่ ำวถูกต้ อง
1. อะตอมมีลกษณะเป็ นทรงกลม มีนิวเคลียสอยู่ทจุดศูนย์ กลำง มี
ั
ี่
อิเล็กตรอนเคลือนอยู่รอบ ๆ นิวเคลียส
่
2. ภำยในนิวเคลียสจะมีอนุภำคทีมีประจุไฟฟำบวกรวมกันอยู่
่
้
3. เนือทีส่วนใหญ่ ภำยในอะตอมเป็ นที่ว่ำงเปล่ ำ
้ ่
4. เมื่อยิงอนุภำคแอลฟำเข้ ำไปในอะตอมของทองคำ อนุภำคแอลฟำไม่
มีโอกำสทีจะสั มผัสนิวเคลียสเลยเพรำะจะเกิดกำรเบี่ยงเบนออกจำก
่
นิวเคลียส
5. ถูกทุกข้ อ

27. แบบจำลองอะตอมของ RUTHERFORD
•อะตอมประกอบด้ วยนิวเคลียสเล็กๆซึ่งเป็ นมวลทังหมดของ
้
อะตอมและมีประจบวก โดยมีอิเล็กตรอนโคจรอย่ รอบ
ุ
ู
นิวเคลียสคล้ ายระบบสุริยะ

28. ปัญหำของแบบจำลองอะตอมของ
RUTHERFORD
1. เหตุใดอิเล็กตรอนวิงวนรอบนิวเคลียสได้ โดยไม่ สูญเสี ย
่
พลังงำน
2. เหตุใดประจุไฟฟ้ ำบวกหลำยประจุจึงรวมกันอยู่ภำยใน
นิวเคลียสได้ ท้งทีมแรงผลักระหว่ ำงประจุ
ั ่ ี

29. ขยำยควำมปัญหำ
• เหตใดอิเล็กตรอนทีวงวนรอบนิวเคลียสจึงไม่ สูญเสียพลังงาน
่ ิ่
ุ
เนื่องจากตามทฤษฎีคลืนแม่ เหล็กไฟฟ้ า อิเล็กตรอนทีเ่ คลื่อนที่
่
โดยมีความเร่ งจะแผ่ คลืนแม่ เหล็กไฟฟ้ าออกมา เป็ นผลให้
่
พลังงานจลน์ ของอิเล็กตรอนลดลง ดังนั้นอิเล็กตรอนซึ่ง
เคลือนทีรอบนิวเคลียสและมีความเร่ ง จะสูญเสียพลังงานจลน์
่ ่
ทาให้ อิเล็กตรอนวิ่งช้ าลง รั ศมีการเคลือนทีจะน้ อยลงๆและใน
่ ่
ทีสุดจะวนเข้ าไปรวมกับนิวเคลียส
่

30. ขยำยควำมปัญหำ
• อะตอมที่มีอิเล็กตรอนจานวนมากมีการจัดเรี ยงตัวของ
อิเล็กตรอนอย่ างไร
• ประจไฟฟ้ าบวกหลายประจในนิวเคลียสอย่ รวมกัน
ุ
ุ
ู
ภายในนิวเคลียสได้ อย่ างไร ทั้งๆที่มีแรงผลักทางไฟฟ้ า

31. แบบฝึ กหัด 19.4