Планетарная мадэль атама: тэарэтычнае абгрунтаванне і практычныя доказы

Адкрыццё электрона у які ўжо раз паставіла перад навукоўцамі усяго свету пытанне: якое ж ўнутрана будова атама? Натуральна, што разглядзець нават у самы магутны мікраскоп, як там усё ўладкована, немагчыма. Таму розныя вучоныя прапаноўвалі свае версіі ўнутранай структуры атама.

Так, Дж. Томпсан прапанаваў мадэль, па якой атам цалкам складаецца са станоўча зараджанага рэчывы, усярэдзіне якога пастаянна рухаліся адмоўна зараджаныя электроны. Паралельна з Томпсанам Ф. Ленард ў пачатку ХХ стагоддзя выказаў здагадку, што ўсярэдзіне атама знаходзіцца пустата, па якой перамяшчаюцца нейтральныя часціцы, якія складаюцца з аднолькавага ліку электронаў і нейкіх станоўча зараджаных элементаў. У працах Ленард гэтыя часціцы атрымалі назву динамиды.

Аднак найбольш грунтоўнай апынулася так званая планетарная мадэль атама Рэзерфорда. Па-сапраўднаму знакамітым гэтага вучонага зрабіла серыя эксперыментаў над уранам, у выніку якіх было сфармулявана і тэарэтычна растлумачана такая з'ява як радыеактыўнасць.

Яшчэ толькі задумваючыся пра тое, што менавіта планетарная мадэль атама з'яўляецца сапраўдным выразам структуры гэтага элемента, у сваіх першых буйных навуковых даследаваннях Радэрфорд прыйшоў да высновы, што энергія, прыхаваная ўнутры атама, у некалькі дзясяткаў тысяч разоў перавышае малекулярную энергію. Ад гэтай высновы ён перайшоў да тлумачэння некаторых касмічных з'яў, заявіўшы, у прыватнасці, што сонечная энергія ёсць не што іншае, як вынік пастаянных рэакцый, якія ўключаюць у сябе расшчапленне атама.

Найважнейшым крокам да асэнсавання структуры атама сталі знакамітыя досведы па руху альфа-часціц скрозь залатую фальгу: пераважная колькасць гэтых часціц праходзіла скрозь яе без усялякіх зменаў, але асобныя элементы рэзка адхіляліся ад свайго маршруту. Радэрфорд выказаў здагадку, што ў гэтым выпадку гэтыя часціцы праходзяць побач з аднайменнай зараджанымі элементамі, памеры якіх нашмат менш памеру атама. Так зарадзілася знакамітая планетарная мадэль будовы атама. Гэта было вялікае дасягненне вучонага.

Планетарная мадэль атама была прапанавана яшчэ ў самым пачатку дваццатага стагоддзя Дж. Стогн, аднак у яго яна насіла выключна тэарэтычны характар, у той час як Радэрфорд прыйшоў да яе праз эксперыменты, вынікі якіх былі апублікаваныя ў 1911 годзе ў «Філасофскім часопісе».

Працягваючы свае досведы, Радэрфорд прыйшоў да высновы, што колькасць альфа-часціц цалкам адпавядае парадкаваму нумару элемента ў выдадзенай зусім нядаўна перыядычным табліцы Мендзялеева. Паралельна з гэтым дацкі навуковец Нільс Бор, ствараючы сваю тэорыю металаў, зрабіў важнае адкрыццё, якое тычыцца арбіт руху электронаў, што стала адным з найважнейшых доказаў таго, што менавіта планетарная мадэль атама найбольш набліжана да сапраўднага будынку гэтай элементарнай часціцы. Меркаванні навукоўцаў супалі.

Такім чынам, планетарная мадэль атама ўяўляе сабой тэарэтычнае абгрунтаванне будынка гэтай элементарнай часціцы, згодна з якім у цэнтры атама знаходзіцца ядро з пратонамі, зарад якіх мае станоўчае значэнне, і па-электрычнаму нейтральнымі нейтронах, а вакол ядра, на значнай адлегласці ад яго, па арбітах рухаюцца адмоўна зараджаныя электроны.