Опитът на Ръдърфорд

Ърнест Ръдърфорд - уникален, много талантлив и много необичаен учен. Следва да се отбележи, че най-важните открития са му направени, след като получи Нобеловата награда. През 1911 г. този човек успя да преживее опита на Ръдърфорд (точно както той беше наречен по-късно), което позволи да погледнем вътре в атома и да получим представа как е подредено.

Многобройни експерименти с атоми бяха проведени по-рано. Тяхната основна идея беше да се съберат в различни ъгли на отклонение на частиците достатъчно количество информация, за която би имало възможност да се каже нещо конкретно за структурата на атома. В началото на 20-ти век учените вече бяха убедени, че съдържат отрицателни електрони. Най-разпространеното по това време обаче е идеята, че атомът е подобен на положително заредена тънка решетка, която е пълна с електрони с отрицателен заряд. Този модел е наречен "решетка със стафиди".

Опитът на Ръдърфорд е уникален. Ученият построи оръдие, което даде насочен и насочен поток от частици. Приличаше на оловна кутия, в която имаше тясна прореза. Вътре е поставен радиоактивен материал. Алфа частици, които бяха излъчени радиоактивно вещество във всички посоки, с изключение на един, бяха абсорбирани от екран с олово и само през слот отлетя определено насочен лъч от частици. По пътя му бяха инсталирани още няколко екрани с олово, които отрязаха частици, които се отклониха от желаната посока. В резултат на този експеримент на Ръдърфорд, фокусиран лъч от частици летеше към целта, самата цел беше много тънък лист фолио. В него и ударете алфа-лъча.

След като алфа-частиците се сблъскаха с атомите на фолиото, те продължиха по пътя си и в крайна сметка се озоваха на луминесцентния екран, поставен зад мишената. Когато частиците се появиха на екрана, на него бяха записани светкавици, според които експериментаторът можеше да прецени колко и в каква степен алфа-частиците се отклоняват от директната посока на движение поради сблъсък с атоми златно фолио.

Опитът на Ръдърфорд беше толкова оригинален, защото никой преди него не се опита да провери дали някои частици се отклоняват под големи ъгли. Старият решетъчен модел не позволява дори съществуването на такива тежки и гъсти елементи в атома, които да отхвърлят много бързи алфа частици при достатъчно големи ъгли.

Опитът на Ръдърфорд ни позволи да заключим, че по-голямата част от масата е концентрирана в много плътна субстанция, която се намира в самия център на атома. Останалото всъщност беше много по-малко плътно, отколкото изглеждаше преди. Атомът на "Ръдърфорд" съдържаше суперцентричен център, наречен "ядро", в който, между другото, положителното заряд беше концентрирано.

Картината на атома, която учените са привлекли, сега е добре известна на нас. Моделът на Ръдърфорд е, че центърът е разположен атомно ядро с положителен заряд, в който се концентрира цялата маса на атома. Като цяло атомът е неутрален. Следователно, броят на електроните вътре, както и заряд на ядрото, е равно на числото на елемента в периодичната таблица. Ясно е, че електроните не могат да почиват вътре в атома, тъй като те просто ще попаднат върху сърцевината. Те се движат около нея по същия начин, както планетите се въртят около светилото на слънцето.

Този тип движение се определя от действията на силите на Кулон от страна на ядрото. Атомите са стабилни, в неочаквано състояние те могат да издържат дълго време, без да излъчват никакви електромагнитни вълни. обаче планетен модел на атома, макар че е оправдано експериментално, не позволява да се обясни защо е стабилна.