Содержание

Главная >> Физика. 11 класс. Пурышева

Глава 7. Строение атома

Планетарная модель атома

Эрнест Резерфорд (1871 —1937) — английский физик, основоположник ядерной физики, член Лондонского королевского общества и большинства академий мира, в том числе почётный член Академии наук СССР. Основные работы посвящены радиоактивности, атомной и ядерной физике. Первым осуществил искусственное превращение элементов; показал, что β-лучи представляют собой поток электронов, а α-лучи являются атомами гелия; совместно с Ф. Содди выдвинул теорию, объясняющую радиоактивность как спонтанное разложение атома вещества, при котором он меняет своё место в Периодической системе элементов; предложил планетарную модель атома; показал, что можно осуществить искусственное разложение элементов.

Резерфорд и его ученики в течение нескольких лет проводили эксперименты, в которых тонкая золотая фольга облучалась потоком α-частиц. Эти частицы, возникающие при радиоактивном распаде, имеют достаточно большую скорость (порядка 1/15 скорости света) и массу, в 8000 раз превосходящую массу электрона. Поэтому они обладают большой кинетической энергией.

α-Частицы, проходя через фольгу и сталкиваясь с электронами, не должны заметно изменять свою траекторию, поскольку масса электронов мала по сравнению с массой α-частицы. Сталкиваясь же с положительно заряженной частью атома, α-частицы должны менять направление движения (рассеиваться). Соответственно по углу их отклонения от первичного направления можно судить о распределении положительного заряда в атоме.

Схема опыта Резерфорда приведена на рисунке 139. В опыте использовалась камера с радиоактивным препаратом (радием), в которой имелось отверстие. Пучок α-частиц, проходящий через отверстие внутри свинцовой полости камеры, падал на золотую фольгу, после прохождения которой попадал на люминесцирующий экран. При столкновении α-частицы с экраном на нём с помощью микроскопа можно было наблюдать вспышку света.

Наблюдая рассеяние α-частиц, Резерфорд заметил, что большинство частиц свободно проходит через фольгу, не изменяя траекторию своего движения. Некоторые же частицы, примерно одна из 20 000, проходя через фольгу, отклоняются от первоначального направления на большие углы (от 90 до 180°) (рис. 140).

Если бы атом был устроен так, как предполагал Томсон, то подавляющее число α-частиц отталкивалось бы от положительно заряженного шара. Опыт Резерфорда даёт другой результат: положительный заряд занимает небольшую область пространства, в которой сконцентрирована практически вся масса атома. Резерфорд назвал её ядром атома. Подсчитав число отразившихся α-частиц, Резерфорд пришёл к выводу о том, что ядро имеет диаметр порядка 10^-14—10^-15 м, т. е. диаметр ядра в 10⁴—10⁵ раз меньше диаметра атома.

<<< К началу      Окончание >>>