Наука из простых вещей · 9 из 10. В начале XX века атом нередко представляли как сравнительно равномерно распределённый положительный заряд с электронами внутри. В Манчестере Ханс Гейгер и Эрнест Марсден направили альфа-частицы на очень тонкую металлическую фольгу. Поведение небольшой части частиц разрушило привычную картину.
Что измеряли у фольги
В опытах 1909 года альфа-частицы проходили через тонкую золотую фольгу; исследователи отмечали, под какими углами они выходят. Большинство продолжало движение почти прямо. Но некоторые отклонялись сильно, вплоть до направления назад. Редкое событие оказалось особенно важным: столь большой поворот трудно объяснить слабым и равномерно распределённым зарядом.
Схема 1. В рисунке резко отклонённые частицы выделены цветом; их было мало. Открыть крупнее →
Вывод Резерфорда
Эрнест Резерфорд предложил объяснение, опубликованное в 1911 году: внутри атома есть очень маленькая область с положительным зарядом и большой долей его массы. Почти вся траектория альфа-частицы проходит через сравнительно пустое пространство, а редкое близкое сближение с этой областью даёт сильное отклонение. Так возникла ядерная модель атома.
Схема 2. Сравниваются предсказания двух моделей, а не фотография отдельного атома. Открыть крупнее →
Кому принадлежит открытие
В коротких пересказах это называют «опытом Резерфорда». Для точной истории нужно назвать и тех, кто получил необычные данные: Гейгера и Марсдена. Резерфорд объяснил их с помощью новой модели. Эксперимент не дал готовую современную картину атома целиком; детали строения электронных оболочек стали предметом следующих исследований.
Здесь особенно интересно показать две схемы рядом: что ожидали увидеть и какую траекторию пришлось объяснить.
Источники
- Американское физическое общество: результаты Гейгера и Марсдена и вывод Резерфорда.
- Королевское общество: исторический контекст открытия ядра.
Другие истории серии
← Предыдущая история · Следующая история → · Все статьи Мозг.ру