Резерфорд тәжірибелері

Томсон моделіндегі қайшылықтарды атом қойнауын әйтеуір бір амалмен тікелей барлап қарау арқылы шешуге болатын еді. Міне осындай тәжірибені ағылшын физигі Э.Резерфорд (1871-1937) және оның шәкіртері Г.Гейгер, Э.Марсден жүргізді (1909-1910 ж.ж.). Тәжірибелер Томсон моделін келісімсіздігін көрсетті. Осы тәжірибелер нәтижелеріне сүйеніп Э.Резерфорд атомның жаңа ядролық моделін ұсынды (1911). Атомның бұл моделінің шығуы α-бөлшектері көмегімен жүргізілген мынандай тәжірибелерге негізделген болатын.

α-бөлшектердің басым көпшілігі фольгадан негізінен бос кеңістіктен өткендей түзу сызықты жолынан ауытқымай өтетіндігі байқалған. Мәселен, қалыңдығы 4·10^-7м алтын фольгадан өткенде α-бөлшектердің көпшілігі түзу сызықты жолдан 1° – 2° -тан аспайтын θ бұрыштарғы ауытқыған. Бастапқы қозғалыс бағытынан аутқыган α-бөлшектерге келсек, өте үлкен бұрыштарға кейде 180°-қа дейінгі бұрышқа аздаған ғана α-бөлшектер шашырайды. 8000 α-бөлшектің біреуі 180°-қа бұрылып, кері серпілегн. Резерфордтың пікірі бойынша бұл оң зарядталған α-бөлшектер кеңістіктің өте кішкентай аймағында шоғырланған ауыр оң зарядтың тебуіне душар болған жағдайда ғана мүмкін болады (1.3 сурет).

Резерфорд былай ұйғарды: атом өте кішкентай бірақ ауыр оң зарядталған ядродан (мұнда атом массасының 99,9 % шоғырланған) және оны қайсыбір қашықтықта қоршаған электрондардан тұрады. Электрондар ядроны айналып қозғалуы тиіс болды (күнді айналатын планеталар сияқты). Өйткені егер олар тыныштықта болса онда электрлік кулондық тарту әсерінен ядроға құлаған болар еді. Резерфордтың бағалауы бойынша ядро мөлшерінің реттік шамасы 10^-15 – 10^-11 м болуы тиіс. Атом құрылысының осындай моделі планетарлық немесе ядролық модель деп аталады.

Массасы m α-бөлшек нысаналық қашықтығы нөлге тең жағдайда ядроға тура ұшып келеді деп айталық. Энергияның сақталу заңы бойынша ядромен ең көп жақындағанда α-бөлшектің кинетикалық энергиясы бұлардың электростатикалық әсерлесуінің потенциалдық энергиясына ауысады да α-бөлшек қас-қағым сәтте тоқтайды.

(1.1)

Мұндағы - ядродан алыстағы α-бөлшектің бастапқы жылдамдығы. Ra-C радиактивті атомдар шығаратын α-бөлшектер үшін = 1,9·10⁷м/с. Алтын (z = 79) үшін (1.1)формула арқылы d- ны анықтауға болады.

(1.1)

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: