Взаимодействие рентгеновского излучения с веществам

34. Опыты Резерфорда по рассеянию α-частиц.

Изучая рассеяние альфа-частиц при прохождении через золотую фольгу, Резерфорд пришел к выводу, что весь положительный заряд атомов сосредоточен в их центре в очень массивном и компактном ядре. А отрицательно заряженные частицы (электроны) обращаются вокруг этого ядра. Эта модель коренным образом отличалась от широко распространенной в то время модели атома Томсона, в которой положительный заряд равномерно заполнял весь объем атома, а электроны были вкраплены в него. Несколько позже модель Резерфорда получила название планетарной модели атома (она действительно похожа на Солнечную систему: тяжелое ядро - Солнце, а обращающиеся вокруг него электроны - планеты).

Узкий пучок α-частиц испускался радиоактивным веществом и попадал на фольгу. Проходя через фольгу α-частицы отклонялись на различные углы. Рассеянные частицы ударялись об экран, покрытый ZnS, и вызываемые им вспышки света, сцинцилляции, наблюдались в микроскопе. Микроскоп и связанный с ним экран можно было вращать вокруг оси, проходящей через центр фольги. Т.е. можно было всегда измерить угол отклонения. Весь прибор помещался в вакуум, чтобы α-частицы не рассеивались при столкновении с молекулами воздуха.

В опыте обнаружилось, что некоторые α-частицы отклонялись на больши0435cd углы, до 180º. Резерфорд понял, что такое отклонение возможно лишь при встрече с положительно заряженной частицей большей массы. А малая вероятность отклонения на большие углы говорила, что эта положительная частица имеет малые размеры, порядка 10^–14 м. Электроны, по мнению Резерфорда, движутся вокруг ядра.

Чтобы объяснить, почему некоторые a-частицы могут быть отброшены назад атомом, Резерфорд предложил принципиально новую модель атома, в которой весь положительный заряд атома и почти вся его масса сконцентрированы в теле очень малых размеров атомном ядре. Такую модель атома называют ядерной. Согласно оценкам Резерфорда диаметр атомных ядер должен составлять 10^-14 – 10^{-15 м. Таким образом, размеры атома в 104}-10⁵ раз превышают размеры его ядра, а максимальная напряжённость электрического поля в ядерной модели атома превышает его напряжённость в модели Томсона в 10⁸-10¹⁰ раз, что и делает возможным рассеяние быстрых a-частиц на большие углы.