Досліди Резерфорда – фізика

Чи правильна модель Томсона? Як насправді розподілені позитивні і негативні заряди усередині атома? Щоб відповісти на ці питання, потрібен був експеримент, що дозволяє проникнути всередину атома. Учень Томсона, знаменитий англійський фізик Ернест Резерфорд запропонував з цією метою бомбардувати атом високоенергетичними а-частинками і дивитися, як вони будуть відхилятися позитивним зарядом атома.

Що таке а-частинки? Потоки цих частинок – так звані «альфа-промені» – були виявлені при радіоактивному розпаді деяких елементів (наприклад, радію). У результаті ретельних досліджень, проведених знову-таки Резерфордом, було встановлено, що кожна а-частинка має позитивний заряд, рівний по модулю подвоєному заряду електрона, і масу, що перевищує масу електрона приблизно в 8000 разів. Тобто, а-частинка виявилася повністю іонізованним (позбавленим електронів) атомом гелію.

Резерфорд говорив про а-частки як про іони гелію; зараз ми знаємо, що це ядра гелію. Але в ті часи про атомних ядрах ще нічого не знали – про них Резерфорду лише належало здогадатися, дивлячись на результати своїх знаменитих дослідів! Енергія а-частинок дуже велика – досить сказати, що швидкість їх вильоту з радіоактивного зразка становить приблизно 1/15 швидкості світла. Тому цікаво було з’ясувати, на які кути будуть відхилятися настільки потужні «снаряди» при розсіюванні на окремих атомах, а точніше – на їх позитивних зарядах.

Пучок а-частинок прямував на найтоншу золоту фольгу. Як свідчить історія, Резерфорд не сумнівався в тому, що кути відхилення повинні бути дуже малі: маючи настільки величезну енергію, а-частинки повинні проходити крізь фольгу як ніж крізь масло. Тільки «для очищення совісті», про всяк випадок, він попросив учнів подивитися, чи не виникає розсіювання а-частинок на великі кути.

Яке ж було загальне здивування, коли такі частинки виявилися! Дійсно, як і слід було очікувати, переважна частка а-частинок відхилялася несуттєво. Але зовсім невелика їх частина (приблизно одна частинка з декількох тисяч) відхилялася на кут, більший 90 ° (рис. 6.10).

Посилання на основну публікацію