2. Тема

   1. Опыты Резерфорда.

Резерфорд предложил применить зондирование атома с помощью α-частиц. Масса α – частицы приблизительно в 7300 больше массы e, а заряд равен по модулю 2e. Этими частицами Резерфорд бомбардировал атомы тяжёлых металлов. Электроны, входящие в атом, из-за малой массы не могут сильно изменить траекторию частицы. Рассеяние может вызывать только тяжёлая положительно заряженная часть атома. На пути α-частицы, вылетающей из радиоактивного источника со скоростьюсм/c, ставилась тонкая золотая фольга – мешень толщиной 1 мкм, что равняется 10атомных слоев. На некотором расстоянии от мишени флуоресцирующий экран, на котором регистрируются вспышки от α-частиц. Опыт показал, что подавляющее число α-частиц отклоняется на малые углы (2-3 гр), однако, примерно одна частица на 10падающих отклонялась на большой угол, и даже на 180 гр. На основании этого Резерфорд высказал предположение: атом представляет собой систему зарядов, в центре которой расположено тяжёлое положительное ядро с зарядомZe, имеющее размеры, не превышающие 10см, а вокруг ядра расположеныZэлектронов, распределённых по всему объёму, занимаемому атомом. Почти вся масса атома сосредоточена в ядре.

2. Вывод формулы Резерфорда для рассеяния α-частиц.

Импульс в результате рассеяния , гдеm-масса частицыv-начальная скорость. Согласно 2-ому закону Ньютона, гдеf-проекция силы на Δp.F= , тогда, подставим в предыдущее и получим,;;; ; ; ; ;

; Последнее выражение называется формулой Резерфорда для рассеяния α-частиц.

3. Следствия из опытов Резерфорда.

На основании своих опытов Резерфорд сделал выводы: атом представляет собой систему зарядов, в центре которой расположено тяжёлое положительное ядро с зарядом Ze, имеющее размеры, не превышающие 10см, а вокруг ядра расположеныZэлектронов, распределённых по всему объёму, занимаемому атомом. Почти вся масса атома сосредоточена в ядре.

4. Экспериментальное определение заряда ядра по методу Чедвика.

Рассеивающая фольга имела форму кольца А А', радиоактивный препарат R (источник а-частиц) и флуоресцирующий экран S из ZnS устанавливались на оси кольца на одинаковых расстояниях от него. Для подсчета сцинтилляций от а-частиц, рассеянных фольгой, отверстие кольца А А' закрывалось экраном, непрозрачным для а-частиц. Наоборот, для измерения Iпроизводился подсчет сцинтилляций, когда отверстие было свободно, а кольцо А А' закрыто. Так как в этом случае число сцинтилляций было очень велико, то для его уменьшения перед экраном S устанавливался вращающийся диск с узким вырезом. Зная ширину выреза и сосчитав число сцинтилляций, можно вычислитьI. Подставить данные в(приведённая формула Резерфорда). Чедвик нашел для платины Z = 77,4, серебра Z = 46,3, меди Z = 29,3.

5. Планетарная модель атома Резерфорда.

Атом состоит из небольшого положительно заряженного ядра, в котором сосредоточена почти вся масса атома, вокруг которого движутся электроны, - подобно тому, как планеты движутся вокруг Солнца. Планетарная модель атома соответствует современным представлениям о строении атома с учётом того, что движение электронов имеет квантовый характер и не описывается законами классической механики, ведь если электроны движутся вокруг ядра как планеты вокруг Солнца, то их движение ускоренное, и, следовательно, по законам классической электродинамики они должны были бы излучать электромагнитные волны, терять энергию и падать на ядро.