Вопыт Рэзерфорда

Эрнэст Радэрфорд - унікальны, вельмі таленавіты і вельмі незвычайны вучоны. Варта звярнуць увагу на тое, што самыя галоўныя адкрыцці былі зробленыя ім ужо пасля таго, як ён атрымаў Нобелеўскую прэмію. У 1911 году гэтаму чалавеку атрымаўся вопыт Рэзерфорда (менавіта так ён быў названы пазней), які дазволіў зазірнуць ўнутр атама і атрымаць нейкае ўяўленне пра тое, як ён уладкованы.

Шматлікія эксперыменты з атамамі праводзіліся і раней. Галоўная іх ідэя была ў тым, каб па розных кутах адхіленні часціц сабраць дастатковую колькасць інфармацыі, па якой была б магчымасць сказаць нешта канкрэтнае пра будову атама. У пачатку 20 стагоддзя навукоўцы ўжо былі ўпэўненыя ў тым, што ён утрымлівае ў сабе электроны, зараджаныя адмоўна. Аднак найбольшае распаўсюджванне на той момант атрымала ўяўленне, што атам падобны на станоўча зараджаных тоненькую сетку, якая запоўненая электронамі з негатыўным зарадам. Гэтая мадэль атрымала назву «сетка з разынкамі».

Вопыт Рэзерфорда быў унікальным. Вучоны пабудаваў гармату, якая давала сфакусаваны і накіраваны струмень часціц. Яна выглядала як свінцовы скрыню, у якім была вузкая прарэз. Усярэдзіне яго змяшчаўся радыеактыўны матэрыял. Альфа-часціцы, якія выпускае радыеактыўным рэчывам па ўсіх напрамках, акрамя аднаго, былі паглынутыя экранам з свінцу, і толькі праз прарэз вылятаў вызначана накіраваны пучок часціц. На яго шляху затым ўсталёўвалася яшчэ некалькі экранаў з свінцу з прарэзамі, якія адсякалі часціцы, якія адхіляюцца ад патрэбнага кірунку. У выніку такога вопыту Рэзерфорда да мішэні падлятаў сфакусаваны пучок часціц, мішэнь ж сама па сабе ўяўляла вельмі тонкі ліст фальгі. У яе-то і біў альфа-прамень.

Пасля таго, як альфа-часціцы сутыкаліся з атамамі фальгі, яны працягвалі свой шлях, і ў выніку аказваліся на люмінесцэнтныя экране, які быў усталяваны ззаду мішэні. Пры трапленні часціц на экран, на ім рэгістраваліся ўспышкі, па якіх эксперыментатар мог судзіць, наколькі і ў якой колькасці альфа-часціцы адхіляюцца ад прамога кірунку руху з-за сутыкнення з атамамі залатой фальгі.

Вопыт Рэзерфорда быў гэтак арыгінальны з-за таго, што ніхто да яго не спрабаваў правяраць, ці не адхіляюцца Ці пэўныя часціцы пад вялікімі кутамі. Старая мадэль сеткі не дазваляла нават існавання настолькі цяжкіх і шчыльных элементаў у атаме, каб яны маглі адхіліць вельмі хуткія альфа-часціцы на досыць вялікія куты.

Вопыт Рэзерфорда дазволіў заключыць, што вялікая частка масы засяроджаная ў вельмі шчыльным рэчыве, якое размешчана ў самым цэнтры атама. Астатняя ж частка апынулася ў рэчаіснасці нашмат менш шчыльнай, чым гэта падавалася раней. Атам Рэзерфорда утрымліваў звышшчыльны цэнтр, які быў названы ядром, у якім, дарэчы, быў засяроджаны станоўчы зарад.

Карціна атама, якую намаляваў вучоны, нам цяпер ужо добра вядомая. Мадэль Рэзерфорда заключаецца ў тым, што ў цэнтры размясцілася атамная ядро з пазітыўным зарадам, у якім засяроджаная ўся маса атама. У агульным і цэлым жа атам нейтральны. Таму лік электронаў ўнутры, гэтак жа, як і зарад ядра, роўна нумару элемента ў перыядычнай сістэме. Зразумела, што электроны не могуць быць пахаваны ўнутры атама, так як яны проста ўпалі б на ядро. Яны рухаюцца вакол яго прыкладна так жа, як планеты круцяцца вакол сонечнага свяціла.

Такі характар руху вызначаны дзеяннямі сіл Кулона з боку ядра. Атамы ўстойлівыя, у неўзбуджэнні стане яны могуць праіснаваць доўгі колькасць часу, пры гэтым не выпраменьваючы ніякіх электрамагнітных хваль. Аднак планетарная мадэль атама, хоць яна і абгрунтавана эксперыментальна, не дазваляе растлумачыць, чаму ён ўстойлівы.