Cтраница 2
Многие из первоначальных сведений о строении атомов были получены зондированием тонких слоев вещества движущимися заряженными частицами. Можно легко понять, как используются заряженные частицы высокой энергии для зондирования внутреннего строения атомов, если представить себе следующую аналогию. Предположим, что мы имеем некоторые основания подозревать, что в кипе сена спрятаны некоторые ценные контрабандные товары, быть может большой слиток платины, возможно несколько кусков платины, которые распределены внутри кипы. Если в сене есть платина, то можно говорить, что кипа обладает внутренним строением: столько-то платины в такой-то точке, ничего в некоторой другой области и, может быть, некоторое количество в третьем месте. Если бы в кипе сена находилась именно платина, то ясно, что стоило бы распотрошить кипу и прочесать отдельные клочки. Но атом не так легко разорвать на части с целью увидеть, что находится внутри, а мы хотели бы знать, где расположены частицы, образующие атом. Таким образом, чтобы наша модель действительно напоминала опыты с атомами, мы должны пытаться найти платину в сене без раз-нимания кипы. Если пуля проходит прямо насквозь, мы можем заключить, что на ее пути не было ничего массивного. А так как большинство пуль проходит именно так, можно заключить, что большая часть кипы действительно представляет собой чистое сено. С нашей точки зрения, поскольку мы ищем платину, значительная часть кипы пустая. Но если мы правы и контрабандная платина действительно находится где-то внутри, то случайно одна из пуль может удариться о платину. [16]
Первое, что мы узнаем с помощью описанного опыта, - это то, что большинство а-частиц проходит сквозь фольгу без заметного изменения направления их движения. Иначе говоря, одна а-части-ца обычно проходит без отклонения сквозь 400 атомов. Подобно тому, как мы пришли к выводу, стреляя пулями в кипу сена, что большую часть кипы занимает чистое сено, здесь мы можем заключить, что большая часть объема внутри атома свободна от непроницаемых массивных объектов, от которых а-частицы отскакивали бы под углом. Тем не менее атом заполнен чем-то подобным атомному сену, потому что, как можно убедиться, а-частицы, проходя сквозь золото, постепенно теряют свою энергию. Как легко вывести из других опытов, энергия а-частиц расходуется на ионизацию атомов золота. Когда а-частица проходит сквозь атомы, теряя энергию на отрывание электронов, она замедляется так же, как замедляется пуля, когда она проходит сквозь много кип сена. [17]