Отклонение - а-частица
Cтраница 3
Очевидно, что отклонения а-частиц должны быть тем более сильными, чем больше положительный заряд атомного ядра, мимо которого пролетает а-частица. Были точно определены отклонения а-частиц при прохождении их через листочки платины, серебра и меди и отсюда вычислены заряды атомных ядер этих элементов. Следовательно, заряд ядра численно равен порядковому номеру элемента, если за единицу заряда принять заряд электрона. [31]
Опыты с а-частицами дали, однако, еще больше - они позволили приблизительно оценить также и величину положительного заряда ядер различных атомов. В самом деле, отклонения а-частиц должны быть выражены тем сильнее, чем больше положительный заряд ядра. Результаты подсчетов показали, что этот заряд равняется наименьшему электрическому заряду ( е), помноженному на число, соответствующее приблизительно пол-овине атомного веса рассматриваемого элемента. [32]
Опыты с а-частицами дали, однако, еще больше - они позволили приблизительно оценить также и величину положительного заряда ядер различных атомов. В самом деле, отклонения а-частиц должны быть выражены тем сильнее, чем больше положительный заряд ядра. Результаты подсчетов показали, что этот заряд равняется наименьшему электрическому заряду ( е), помноженному на число, соответствующее приблизительно половине атомного веса рассматриваемого элемента. [33]
Опыты с а-частица ми дали, однако, еще больше - они позволили приблизительно оценить также и значение положительного заряда ядер различных атомов. В самом деле, отклонения а-частиц должны быть выражены тем сильнее, чем больше положительный заряд ядра. Результаты подсчетов показали, что этот заряд равняется наименьшему электрическому заряду ( е), помноженному на число, соответствующее приблизительно половине атомной массы рассматриваемого элемента. [34]
Большая часть ударов является упругими. Однако иногда я наблюдал аномальные соударения, при которых угол отклонения а-частицы гораздо больше угла, который можно ожидать в предположении упругого соударения, причем, однако, траектории лежат в одной и той же плоскости. [35]
Это сделано пока что лишь в первом приближении; более детальный расчет особенностей явления дифракции отсутствует. Указанный расчет, таким образом, дает одновременно как резерфордов-скую формулу для отклонения а-частиц, так и выражение поперечного сечения атома водорода для столкновений с электроном в области энергий, подробно изученной Ленардом. Такой же метод дает возможность рассчитать вероятность возбуждения атома водорода за счет электронного соударения, однако сами расчеты еще не закончены. [36]
 |
Схема прохождения а-частиц через металлическую пластинку. [37] |
Отклонения а-частиц, проходящих сквозь атомы, должны вызываться электрическим взаимодействием их с какими-то заряженными частями атома. Но отбрасывание а-частицы не может быть результатом столкновения ее с электроном, так как масса его в 7500 раз меньше массы а-частицы, а заряды их противоположны. Отбрасывание а-частицы возможно только в том случае, если на пути движения в атоме она встретит другую положительно заряженную частицу с большой массой. Следовательно, в атомах имеются такие частицы. [38]
 |
Схематическое изображение эксперимента Резерфорда. [39] |
Эти заметные отклонения небольшой части а-частиц были объяснены следующим образом: так как большинство а-частиц проходило сквозь фольгу без отклонений, то в ней, следовательно, ничто не препятствовало их прохождению. Следовательно, это свободное пространство должно быть в самих атомах. Наблюдавшиеся углы отклонения а-частиц были слишком велики, чтобы их можно было объяснить простыми столкновениями. Поэтому для того, чтобы произошло отталкивание в соответствии с законом Кулона ( рис. 5.2), положительно заряженные частицы должны проходить вблизи заряда того же знака. Из соотношения чисел отклонившихся и не отклонившихся частиц Резерфорд вычислил, что положительное ядро занимает очень небольшой объем в центре атома ( см. далее, разд. [40]
Очевидно, что отклонения а-частиц должны быть тем более сильными, чем больше положительный заряд атомного ядра, мимо которого пролетает а-частица. Были точно определены отклонения а-частиц при прохождении их через листочки платины, серебра и меди и отсюда вычислены заряды атомных ядер этих элементов. Следовательно, заряд ядра численно равен порядковому номеру элемента, если за единицу заряда принять заряд электрона. [41]
Опыты Резерфорда объяснились количественно в предположении, что отклонение а-частиц является электрическим отталкиванием одноименно заряженных частиц. [42]
Опыты Резерфорда объяснились количественно в предположении, что отклонение а-частиц является электрическим отталкиванием одноименно заряженных частиц. [43]
Это указывает на то, что для пролетающих а - частиц атом является весьма прозрачным и, по-видимому, не весь атом заполнен электрическим зарядом и массой. Число таких случаев рассеяния невелико ( один случай на 8 - Ю3 - 9 - Ю3 а-частиц), но они наблюдаются. Если отклонения а-частиц на малые углы как-то и можно было истолковать в рамках томсоновской модели с точки зрения статистической теории флуктуации ( как наложение ряда малых случайных отклонений), то отклонения на большие углы никак не удавалось объяснить. Учитывая это, Ре-зерфорд высказал положение о том, что внутри атома имеется чрезвычайно сильное электрическое поле, которое создается положительным зарядом, сосредоточенным в небольшой [ ( Ю - и - - 10 -) м центральной области атома. Центральная область атома, в которой заключена основная масса атома и положительный электрический заряд, называется атомным ядром. [44]
Теория строения атома Резерфорда основана на том наблюдении, что при прохождении через вещество а-лучи в общем отклоняются очень незначительно, но в отдельных случаях наблюдаются. Это можно объяснить только тем, что в отдельных случаях а-лучи проходят в непосредственной близости от центров электрических сил, в которых сосредоточен весь положительный заряд атома. В силу закона Кулона а-частицы должны отталкиваться таким положительным зарядом, поскольку они сами заряжены положительно. Необычайно большая сила отталкивания, необходимая для того, чтобы направить быстро летящие и относительно тяжелые а-частицы по совершенно иной траектории, может возникнуть только в том случае, если положительный заряд атома сосредоточен почти в точке. Точный математический расчет, проведенный на основании экспериментальных данных, дает приведенные выше максимальные значения объемов, которые должны занимать положительные заряды, чтобы наблюдаемые сильные отклонения а-частиц можно было объяснить кулоновским отталкиванием. [45]
Страницы: 1 2 3 4