Rutherfordovo iskustvo i revolucionarni atomski model

Ideju o atomu kao najmanjoj čestici koja čini sve, rodili su mislioci antičke Grčke. Međutim, fizičari su tek krajem XVIII. Stoljeća dokazali da takve čestice stvarno postoje. Cijelo XIX stoljeće bilo je doba razvoja ideja o atomu, njegovim svojstvima i strukturi. Dakle, 1830-ih, Michael Faraday je otkrio činjenicu da najmanje čestice imaju naboje, tako da su najavljena svojstva čovječanstva električna struja. 1880. godine Johann Balmer je uspostavio matematičku vezu između vidljivog dijela spektra i valna duljina zračenje. Anteine ​​Becquerel je 1890-ih otkrio fenomen radioaktivnog zračenja. Međutim unutarnje atomska struktura dugo vremena ostala je zagonetka najboljih svjetskih umova. Ali svojstva tih čestica poznatih u to vrijeme svjedočila su o prilično složenom uređaju mikrosvijeta. Odgovor na ovo pitanje trebao je biti iskustvo Rutherforda. Prvi eksperiment ovog britanskog fizičara proveden je u regiji 1909-1911.

Iskustvo Rutherforda

Znanstvenik je došao na ideju da sondira atom pomoću alfa čestica koje nastaju iz radioaktivnog raspada. Rutherfordovo iskustvo pokazalo je da su atomi teških elemenata koji se proučavaju (srebro, zlato itd.) Doslovno bombardirani s alfa česticama istovjetnima s jezgrom atoma helija. Kao posljedica sudara alfa čestice su poletjele, a promatranje njihovog ponašanja puno je govorilo o strukturi atoma teških elemenata. Alfa čestice su oslobođene iz izvora smještenog u olovnu šupljinu i poslan na Rutherfordov atom. Sve te čestice apsorbirane su od olovnog zida posude, osim onih koje su se kretale po posebno označenom kanalu i pale na zlatnu foliju (koja se u svojoj strukturi, naravno, sastoji od atoma). Rutherfordovo iskustvo pokazalo je da kada alfa čestice udare u takvu foliju, javljaju se kratkotrajni svjetlosni bljeskovi (scintilacija). Nakon dugog promatranja ponašanja alfa čestica, znanstvenici su zaključili da je cijeli pozitivni atomski naboj koncentriran u svojoj jezgri, koja je kompaktna, ali još uvijek masivna. Elektroni (negativno nabijene najmanje čestice) kruže oko jezgre atoma. Treba napomenuti da je Rutherfordov model značajno promijenio ideje fizičara tog vremena o kvantnom svijetu. Naposljetku, svi prethodni pogledi temeljili su se na eksperimentima Johna Thomsona, koji su tvrdili da je atom izvjesna, pozitivno nabijena supstanca ("juha", u svom vlastitom izrazu), u kojoj mrlje negativno nabijenih tijela - elektroni "lebde".

Zanimljivo je da je dizajn Rutherforda ubrzo postao poznat kao planetarni model atoma zbog svoje sličnosti s rotacijom tijela u Sunčevom sustavu. Kretanje planeta oko Sunca snažno podsjeća na rotaciju elektrona oko jezgre, iako je kasnije, s dolaskom kvantne mehanike, otkriveno da u mikrokosmosu djeluju potpuno različiti zakoni, a za tu rotaciju nije odgovorna gravitacija.