Опитът на Ръдърфорд или как е открита структурата на атома

Всички от училище имаме представа как е подреден атомът. И знаете ли, в резултат на какъв експеримент беше предложена точно такава атомна структура. Тогава сега ще ви разкажа за уникалния опит на Ръдърфорд.

Ърнест Ръдърфорд и експерименталната му настройка

Д. Ръдърфорд е уникален по рода си учен, който провежда експеримента си през 1911 година. Експерименталната му настройка обаче беше достатъчно елегантна и проста.

За да проведе експеримента, Ръдърфорд създаде оръдие, което излъчва строго насочен лъч от алфа частици.

Инсталацията е направена от оловна кутия, в която е направен тесен процеп. Радиоактивният материал беше поставен вътре в тази кутия.

Поради факта, че корпусът имаше само един изход, излъчените частици бяха погълнати от оловото почти навсякъде освен слота, алфа частици, състоящи се от двойка протони и двойка неутрони, избягаха през него.

На следващия лъч бяха инсталирани поне двойка оловни плочи с малки отвори, което напълно изключва алфа частици, отклоняващи се от избрания вектор на движение.

След всички екрани, най-тънката златна плоча беше инсталирана перпендикулярно на потока от частици, което служи като мишена за идеалния поток от алфа частици.

И точно зад златната мишена беше монтиран луминесцентен екран.

И така, когато потокът от частици премина покрай златната плоча и удари луминесцентния екран, се забелязаха светкавици. Именно от тях ученият определя колко алфа частицата оставя даден вектор на движение след сблъсък със златни атоми.

Какво е установено по време на експеримента

Разбира се, подобни проучвания са провеждани и преди. И основната същност на такива експерименти беше натрупването на статистически данни, за да се получи по-добро разбиране на структурата на атома.

По това време вече беше установено, че атомът има отрицателен заряд - електрони. Но теорията беше, че атомът е вид най-тънка решетка с положителен заряд, който е изпълнен с отрицателни заряди - жар. Такава структура се наричаше тогава - мрежест модел с „стафиди“.

Но както отбеляза Ръдърфорд, абсолютно никой от колегите му експериментатори дори не се е сетил да се увери в хода на експеримента дали алфа частиците също са отклонени под значителни ъгли.

И всичко това, защото моделът на стафидовата мрежа просто не допускаше такава възможност, защото не можеше да има толкова плътни и достатъчно тежки образувания, които да отхвърлят алфа частиците.

Така да се каже, за да премахне всички възможни вероятности, Ръдърфорд все пак реши да тества възможността за отклоняване на радиоактивни елементи и специално преработи експерименталната схема, както следва:

Бяха инсталирани допълнителни екрани със специален слой натриев сулфид за наблюдение на факли.

Каква беше изненадата на учения и неговия асистент, когато на екраните започнаха да се появяват светкавици от удара на алфа частици, някои бяха отклонени на 180 градуса.

Полученият резултат напълно унищожава теорията, свързана с решетката и стафидите, тъй като според теорията не може да има такива обекти, които буквално да отразяват частица.

Заключения и заключения

Ученият направи следното заключение, че в структурата на атома огромното количество маса се съдържа изключително плътен и малък център на атома, а останалата област на атома е била в пъти по-малко плътна от преди беше обмислено.

Освен това изхвърлянето на такъв плътен център (ядро) на атом може да бъде само положително. В крайна сметка само отблъскващата сила може да обясни отклоненията на положително заредените алфа частици с повече от 90 градуса.

Много години по-късно Ръдърфорд с радост разказва следната аналогия за своето откритие. В една от африканските страни митниците получиха съобщение, че значителна пратка оръжия за бунтовниците ще бъдат прехвърлени в чували с памук.

И когато пред митничаря беше показан огромен склад с бали памук, той реши проблема с издирването по следния начин:

Той започна да стреля по балите и където куршумите рикошираха, това означава, че в тези бали имаше оръжие.

Така че Ърнест Ръдърфорд, след като откри как алфа частиците рикошират от златно фолио, осъзна, че в атома се крие много по-плътна структура, отколкото се смяташе досега.

Структурата на атома, създаден от учения, ни е добре известна. Атомът се състои от свръхплътно положително заредено ядро ​​и леки електрони с отрицателен заряд, въртящи се в орбитите си.

По-късно теоретиците създават теоретична основа (Бора Атом), но всичко това би било невъзможно без експеримент със златно фолио и радиационен елемент.

Ако материалът ви е харесал, харесайте го и се абонирайте. Благодаря, че прочетохте до края!