-->
|
|
|
Ãëàâà 7. Ñòðîåíèå àòîìà Ïëàíåòàðíàÿ ìîäåëü àòîìà
Ýðíåñò Ðåçåðôîðä (1871 —1937) — àíãëèéñêèé ôèçèê, îñíîâîïîëîæíèê ÿäåðíîé ôèçèêè, ÷ëåí Ëîíäîíñêîãî êîðîëåâñêîãî îáùåñòâà è áîëüøèíñòâà àêàäåìèé ìèðà, â òîì ÷èñëå ïî÷¸òíûé ÷ëåí Àêàäåìèè íàóê ÑÑÑÐ. Îñíîâíûå ðàáîòû ïîñâÿùåíû ðàäèîàêòèâíîñòè, àòîìíîé è ÿäåðíîé ôèçèêå. Ïåðâûì îñóùåñòâèë èñêóññòâåííîå ïðåâðàùåíèå ýëåìåíòîâ; ïîêàçàë, ÷òî β-ëó÷è ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ïîòîê ýëåêòðîíîâ, à α-ëó÷è ÿâëÿþòñÿ àòîìàìè ãåëèÿ; ñîâìåñòíî ñ Ô. Ñîääè âûäâèíóë òåîðèþ, îáúÿñíÿþùóþ ðàäèîàêòèâíîñòü êàê ñïîíòàííîå ðàçëîæåíèå àòîìà âåùåñòâà, ïðè êîòîðîì îí ìåíÿåò ñâî¸ ìåñòî â Ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìå ýëåìåíòîâ; ïðåäëîæèë ïëàíåòàðíóþ ìîäåëü àòîìà; ïîêàçàë, ÷òî ìîæíî îñóùåñòâèòü èñêóññòâåííîå ðàçëîæåíèå ýëåìåíòîâ. Ðåçåðôîðä è åãî ó÷åíèêè â òå÷åíèå íåñêîëüêèõ ëåò ïðîâîäèëè ýêñïåðèìåíòû, â êîòîðûõ òîíêàÿ çîëîòàÿ ôîëüãà îáëó÷àëàñü ïîòîêîì α-÷àñòèö. Ýòè ÷àñòèöû, âîçíèêàþùèå ïðè ðàäèîàêòèâíîì ðàñïàäå, èìåþò äîñòàòî÷íî áîëüøóþ ñêîðîñòü (ïîðÿäêà 1/15 ñêîðîñòè ñâåòà) è ìàññó, â 8000 ðàç ïðåâîñõîäÿùóþ ìàññó ýëåêòðîíà. Ïîýòîìó îíè îáëàäàþò áîëüøîé êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèåé. α-×àñòèöû, ïðîõîäÿ ÷åðåç ôîëüãó è ñòàëêèâàÿñü ñ ýëåêòðîíàìè, íå äîëæíû çàìåòíî èçìåíÿòü ñâîþ òðàåêòîðèþ, ïîñêîëüêó ìàññà ýëåêòðîíîâ ìàëà ïî ñðàâíåíèþ ñ ìàññîé α-÷àñòèöû. Ñòàëêèâàÿñü æå ñ ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííîé ÷àñòüþ àòîìà, α-÷àñòèöû äîëæíû ìåíÿòü íàïðàâëåíèå äâèæåíèÿ (ðàññåèâàòüñÿ). Ñîîòâåòñòâåííî ïî óãëó èõ îòêëîíåíèÿ îò ïåðâè÷íîãî íàïðàâëåíèÿ ìîæíî ñóäèòü î ðàñïðåäåëåíèè ïîëîæèòåëüíîãî çàðÿäà â àòîìå. Ñõåìà îïûòà Ðåçåðôîðäà ïðèâåäåíà íà ðèñóíêå 139.  îïûòå èñïîëüçîâàëàñü êàìåðà ñ ðàäèîàêòèâíûì ïðåïàðàòîì (ðàäèåì), â êîòîðîé èìåëîñü îòâåðñòèå. Ïó÷îê α-÷àñòèö, ïðîõîäÿùèé ÷åðåç îòâåðñòèå âíóòðè ñâèíöîâîé ïîëîñòè êàìåðû, ïàäàë íà çîëîòóþ ôîëüãó, ïîñëå ïðîõîæäåíèÿ êîòîðîé ïîïàäàë íà ëþìèíåñöèðóþùèé ýêðàí. Ïðè ñòîëêíîâåíèè α-÷àñòèöû ñ ýêðàíîì íà í¸ì ñ ïîìîùüþ ìèêðîñêîïà ìîæíî áûëî íàáëþäàòü âñïûøêó ñâåòà.
Íàáëþäàÿ ðàññåÿíèå α-÷àñòèö, Ðåçåðôîðä çàìåòèë, ÷òî áîëüøèíñòâî ÷àñòèö ñâîáîäíî ïðîõîäèò ÷åðåç ôîëüãó, íå èçìåíÿÿ òðàåêòîðèþ ñâîåãî äâèæåíèÿ. Íåêîòîðûå æå ÷àñòèöû, ïðèìåðíî îäíà èç 20 000, ïðîõîäÿ ÷åðåç ôîëüãó, îòêëîíÿþòñÿ îò ïåðâîíà÷àëüíîãî íàïðàâëåíèÿ íà áîëüøèå óãëû (îò 90 äî 180°) (ðèñ. 140).
Åñëè áû àòîì áûë óñòðîåí òàê, êàê ïðåäïîëàãàë Òîìñîí, òî ïîäàâëÿþùåå ÷èñëî α-÷àñòèö îòòàëêèâàëîñü áû îò ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííîãî øàðà. Îïûò Ðåçåðôîðäà äà¸ò äðóãîé ðåçóëüòàò: ïîëîæèòåëüíûé çàðÿä çàíèìàåò íåáîëüøóþ îáëàñòü ïðîñòðàíñòâà, â êîòîðîé ñêîíöåíòðèðîâàíà ïðàêòè÷åñêè âñÿ ìàññà àòîìà. Ðåçåðôîðä íàçâàë å¸ ÿäðîì àòîìà. Ïîäñ÷èòàâ ÷èñëî îòðàçèâøèõñÿ α-÷àñòèö, Ðåçåðôîðä ïðèø¸ë ê âûâîäó î òîì, ÷òî ÿäðî èìååò äèàìåòð ïîðÿäêà 10-14—10-15 ì, ò. å. äèàìåòð ÿäðà â 104—105 ðàç ìåíüøå äèàìåòðà àòîìà.
|
|
|