Опитът на Ръдърфорд и Революционният атомен модел

Идеята за атома като най-малката частица, която съставлява всичко, е родена от мислителите на древна Гърция. Но едва в края на XVIII век физиците доказват, че такива частици наистина съществуват. Целият XIX век е ерата на развитието на идеи за атома, неговите свойства и структура. Така, през 1830-те години, Майкъл Фарадей открива факта, че най-малките частици имат такси, така че свойствата на човечеството са обявени електрически ток. През 1880 г. Йохан Балмер установява математическа връзка между видимата част на спектъра и дължина на вълната радиация. През 1890-те години Антоан Бекерел открил феномена на радиоактивно излъчване. Независимо от това вътрешно атомна структура дълго време остава загадка за най-добрите световни умове. Но свойствата на тези известни по това време частици свидетелстват за доста сложно устройство на микросвета. Отговорът на този въпрос беше предназначен да бъде опитът на Ръдърфорд. Първият експеримент на този британски физик е извършен в района на 1909-1911.

Опитът на Ръдърфорд

Ученият измисли идеята за изследване на атома чрез алфа частици, произтичащи от радиоактивен разпад. Опитът на Ръдърфорд е, че атомите на тежките елементи, които се изучават (сребро, злато и т.н.), са буквално бомбардирани с алфа частици, идентични с ядрото на хелиевия атом. В резултат на сблъсъци, алфа частици, разпръснати встрани, и наблюдението на тяхното поведение каза много за структурата на атомите на тежките елементи. Алфа частици бяха освободени от източник, поставен в оловна кухина, и изпратени към атома Ръдърфорд. Всички тези частици бяха погълнати от оловното пространство на съда, с изключение на онези, които се движеха по специално определен канал и паднаха върху златното фолио (което в структурата си, разбира се, се състои от атоми). Опитът на Ръдърфорд показа, че когато алфа частици удрят в такова фолио, се появяват краткотрайни светлинни вълни (сцинтилация). След дълго наблюдение на поведението на алфа частици учените стигнаха до заключението, че целият положителен атомно зареждане е концентриран в ядрото, което е компактно, но все пак масивно. Електроните (отрицателно заредени най-малки частици) обикалят около ядрото на атома. Трябва да се отбележи, че моделът на Ръдърфорд значително трансформира идеите на физиците от онова време за квантовия свят. В края на краищата, всички предишни възгледи се основаваха на експериментите на Джон Томсън, който твърди, че атомът е определена, положително заредена субстанция ("супа", в собствения му израз), в която петна от отрицателно заредени тела - електрони "плуват".

Интересното е, че дизайнът на Ръдърфорд скоро стана известен като планетарния модел на атома поради сходството му с въртенето на тела в Слънчевата система. Движението на планетите около Слънцето силно прилича на въртенето на електроните около ядрото, въпреки че по-късно, с появата на квантовата механика, е открито, че в микрокосмоса действат напълно различни закони, а не гравитацията е отговорна за това въртене.