Stabilität des Plumpuddingmodells

Kein System kann elektrostatisch stabil sein. Wie Wikipedia erklärt,

Der Satz von Earnshaw besagt, dass eine Ansammlung von Punktladungen nicht allein durch die elektrostatische Wechselwirkung der Ladungen in einer stabilen stationären Gleichgewichtskonfiguration gehalten werden kann.

Intuitiv lässt sich daraus schließen, dass elektrostatische Felder divergenzlos sind .

Damit sich ein Teilchen in einem stabilen Gleichgewicht befindet, sollten kleine Störungen ("Schübe") auf das Teilchen in irgendeiner Richtung das Gleichgewicht nicht brechen; das Teilchen sollte in seine vorherige Position "zurückfallen". Das bedeutet, dass die Kraftfeldlinien um die Gleichgewichtsposition des Teilchens herum alle nach innen zu dieser Position zeigen sollten. Wenn alle umgebenden Feldlinien auf den Gleichgewichtspunkt zeigen, muss die Divergenz des Feldes an diesem Punkt negativ sein (dh dieser Punkt wirkt als Senke). Das Gesetz von Gauß besagt jedoch, dass die Divergenz jedes möglichen elektrischen Kraftfeldes im freien Raum Null ist.

Dein Lehrbuch ist falsch. Der Satz von Earnshaw gilt nicht für das Plum-Pudding-Modell: Der Pudding liefert eine Divergenz ungleich Null.

Eigentlich war sich Thomson des möglichen Stabilitätsproblems bewusst, und dies war einer der Gründe für seine Wahl des Modells. In seiner Arbeit von 1904 konnte er zeigen, dass für eine zunehmende Zahl negativer punktförmiger „Pflaumen“, die in eine kugelförmige gleichmäßige positive Ladung eingebettet sind, regelmäßige Formen in Form von Ringen oder Ringen mit einem Zentrum stabile Gleichgewichtskonfigurationen sind . Er betrachtete nicht nur Ringe, sondern auch dreidimensionale Schalen von Teilchen an regelmäßigen Positionen und gelangte zu dem Vorschlag, eine Verbindung zwischen solchen statischen Schalenstrukturen und einigen Eigenschaften des Periodensystems vorzuschlagen und in gewissem Sinne die korrekte Erklärung der Periodizität atomarer Eigenschaften vorwegzunehmen.

Es ist auch erwähnenswert, dass die von Rutherford 1909 durchgeführte Analyse der Streuung von Alpha-Teilchen an dünnen Goldfolien ein Schock war, da sie Thomsons Modell mit seiner Stabilität verfälschte und zwang, das offensichtlich instabile Planetenmodell anzunehmen. wegen Strahlung. Ohne die Stabilität des Thomson-Modells anzuerkennen, wäre ein solch wichtiger Schritt in der Geschichte des Atommodells nicht verständlich.

Eine letzte Anmerkung ist, dass Thomsons Modell im Zusammenhang mit der theoretischen Analyse von Quantenpunkten eine neue Auferstehung hatte . Auf der Wikipedia-Seite zum Modell finden Sie möglicherweise Hinweise auf diese Anwendung .