Билет № 19

19.1. Явления, подтверждающие сложное строение атома. Опыт Резерфорда.

1. Явления, свидетельствующие о сложном строении атома:

- электризация тел

- все виды электронной эмиссии (вырывание из вещества)

- электролиз

- открытие электрона

- естественная радиоактивность

2. В 1833 году Майклом Фарадеем впервые были получены экспериментальные данные свидетельствующие о сложном строении атома: при изучении законов электролиза выяснилось, что внутри атомов существуют электрические заряды.

3. В 1897 году Джозеф Томсон в результате экспериментов по изучению электрического заряда в разряженных газах выяснил, что из атомов любого химического элемента вырываются одинаковые отрицательно заряженные частицы – электроны.

4. В 1896 году французский физик Анри Беккерель установил, что атомы урана испускают невидимые излучения, способные проникать сквозь бумагу или картон и вызывать потемнение фотопластины. Явление испускания атомами невидимых проникающих излучений назвали радиоактивностью.

5. Опыт Резерфорда:

Цель заключалась в определении распределения «+» заряда внутри атома.

Радиоактивный препарат, например, радий, помещался внутрь свинцового цилиндра (1), вдоль которого был высверлен узкий канал. Пучок a-частиц падал на тонкую фольгу (2) из исследуемого материала. После рассеивания a-частицы попадали на полупрозрачный экран (3), покрытый сульфидом цинка. Столкновение каждой частицы с экраном сопровождалось вспышкой света, которую можно было наблюдать в микроскоп (4).

В результате опыта выяснилось:

- основная часть a-частиц прошла сквозь фольгу

- некоторые a-частицы отклонились на углы большие 90° (1 a-частица на 2000)

Наблюдавшееся Резерфордом рассеяние заряженных частиц и объясняется таким распределением зарядов в атоме. При столкновениях с отдельными электронами a-частицы испытывают отклонения на очень небольшие углы, так как масса электрона мала. Однако в тех редких случаях, когда она пролетает на близком расстоянии от одного из атомных ядер, под действием сильного электрического поля ядра может произойти отклонение на большой угол.

Так как бо'льшая часть пространства в атоме пуста, быстрые a-частицы могут почти свободно проникать через значительные слои вещества, содержащие несколько тысяч слоев атомов.

Обратите внимание, Резерфорд ничего не говорит о том, как именно в атоме расположены электроны и движутся ли они. Он и не мог дать ответ на этот вопрос в рамках той физики, которая развивалась до начала XX века. Классическая физика просто не допускала существование такого атома.