Опыты Резерфорда по рассеянию a-частиц. Ядерная модель атома.

Резерфорд и его сотрудники изучали рассеяние a-частиц при прохождении через тонкие слои вещества (фольгу). Схема эксперимента показана на рисунке 32.2. От источника a-частиц – радиоактивного препарата по узкому каналу в контейнере направленный пучок a-частиц попадает на тонкую фольгу металла.

Счетчик позволял считать количество a²⁺ рассеянных под углом . Было установлено, что большинство частиц испытывают незначительные отклонения, но некоторое количество частиц a²⁺ рассеивалось на очень большие углы – до 180⁰. Столь сильное отклонение a²⁺ возможно в том случае если внутри атома имеется сильное электрическое поле, которое создаётся зарядом, связанным большой массой и сконцентрированным в очень малом объёме.

На этом основании в 1911 году Резерфорд предложил ядерную (планетарную) модель атома. По этой модели атом есть система зарядов, в центре которой расположено тяжёлое положительное ядро, а вокруг него соответствующее количество электронов. Размеры ядра намного меньше размеров атома. Электроны не падают на ядро, вследствие того, что, как планеты вокруг Солнца, вращаются вокруг него по орбитам.

Исходя из этих предложений Резерфорд разработал количественную теорию рассеяния a-частиц, которая очень хорошо подтверждалась экспериментально.

Однако модель атома Резерфорда встретилась с очень серьезными электродинамическими проблемами: движение электрона по орбите есть движение с центростремительным ускорением. Заряженная частица, движущаяся с ускорением является источником электромагнитных волн. Расходуя энергию на излучение, которое кроме всего не наблюдается, электрон должен был уменьшать скорость своего движения, приближаться к ядру и, в конце концов, упасть на него… Чего не наблюдается.