АдукацыяНавука

Вопыт Рэзерфорда па рассейванне альфа-часціц (коратка)

Эрнэст Радэрфорд - гэта адзін з заснавальнікаў фундаментальнага вучэнні пра ўнутраным будынку атама. Нарадзіўся вучоны ў Англіі, у сям'і эмігрантаў з Шатландыі. Радэрфорд быў чацвёртым дзіцем у сваёй сям'і, пры гэтым апынуўся самым таленавітым. Асаблівы ўклад яму ўдалося ўнесці ў тэорыю будынка атама.

Першапачатковыя ўяўленні пра будынак атама

Трэба адзначыць, што да таго, як быў праведзены знакаміты вопыт Рэзерфорда па рассейванне альфа-часціц, пануючай на той час ідэяй пра будову атама была мадэль Томпсана. Гэты навуковец быў упэўнены, што станоўчы зарад раўнамерна запаўняў увесь аб'ём атама цалкам. Адмоўна зараджаныя электроны, лічыў Томпсан, былі быццам бы украпінамі ў яго.

Перадумовы да навуковага перавароту

Пасля заканчэння школы Радэрфорд як самы таленавіты вучань атрымаў грант ў 50 фунтаў для далейшага навучання. Дзякуючы гэтаму ён здолеў паступіць у каледж у Новай Зеландыі. Далей малады навуковец здае іспыты ў Кентэрберыйскім універсітэце і пачынае сур'ёзна займацца фізікай і хіміяй. У 1891 г. Радэрфорд зрабіў свой першы даклад на тэму «Эвалюцыя элементаў». У ім упершыню ў гісторыі была пазначаная ідэя аб тым, што атамы ўяўляюць сабой вельмі складаныя структуры.

Тады ў навуковых колах панавала ідэя Дальтона аб тым, што атамы непадзельныя. Усім, хто акружаў Рэзерфорда, яго ідэі здаліся дасканалым вар'яцтвам. Маладому навукоўцу даводзілася пастаянна прыносіць прабачэнні калегам за сваю «лухту». Але праз 12 гадоў Радэрфорд ўсё ж такі здолеў даказаць сваю правату. У Рэзерфорда з'явіўся шанец працягнуць свае даследаванні ў Кавендишской лабараторыі ў Англіі, дзе ён пачаў вывучаць працэсы іянізацыі паветра. Першым адкрыццём Рэзерфорда былі альфа-і бэта-прамяні.

вопыт Рэзерфорда

Коратка аб адкрыцці можна расказаць так: у 1912 годзе Радэрфорд разам са сваімі памочнікамі правёў свой знакаміты досвед - альфа-часціцы выпускае з свінцовага крыніцы. Усе часціцы, акрамя тых, што аказваліся паглынутым свінцом, рухаліся ўздоўж устаноўленага канала. Іх вузкі паток трапляў на тонкі пласт фальгі. Гэтая лінія была перпендыкулярная лісту. Вопыт Рэзерфорда па рассейванне альфа-часціц даказаў: тыя часціцы, якія праходзілі праз аркуш фальгі наскрозь, выклікалі так званыя сцинтилляции на экране.

Гэты экран быў пакрыты адмысловым рэчывам, якое пачынала свяціцца пры трапленні на яго альфа-часціц. Прастора паміж пластом залатой фальгі і экранам было запоўнена вакуумам для таго, каб альфа-часціцы ня рассейваліся ў паветры. Такі прыбор дазволіў даследчыкам назіраць часціцы, рассейваецца пад вуглом каля 150 °.

Калі ж фальгу не выкарыстоўвалі ў якасці перашкоды перад пучком з альфа-часціц, то на экране ўтвараўся светлы гурток з сцинтилляций. Але як толькі перад іх прамянём ставілі бар'ер з залатой фальгі, то карціна моцна мянялася. Ўспышкі з'яўляліся не толькі па-за гэтага гуртка, але і на супрацьлеглым баку фальгі. Вопыт Рэзерфорда па рассейванне альфа-часціц паказаў, што большасць часціц праходзіць праз фальгу без прыкметных зменаў у траекторыі руху.

Пры гэтым некаторыя часціцы адхіляліся пад даволі вялікім вуглом і нават адкідаюць назад. На кожныя 10 000 свабодна праходзяць праз пласт залатой фальгі часціц толькі адна адхілялася на кут, які перавышаў 10 ° - у выглядзе выключэння адна з часціц адхілялася на такі кут.

Прычына, па якой адхіляліся альфа-часціцы

Тое, што дэталёва разгледзеў і даказаў вопыт Рэзерфорда - будову атама. Такое становішча сведчыла аб тым, што атам не ўяўляе сабой суцэльнае адукацыю. Большасць часціц свабодна праходзілі праз фальгу таўшчынёй у адзін атам. І паколькі маса альфа-часціцы практычна ў 8 000 раз больш масы электрона, то апошні не мог бы істотна паўплываць на траекторыю альфа-часціцы. Гэта магло б быць зробленым толькі атамным ядром - целам малых памераў, якія валодаюць амаль усёй масай і ўсім электрычным зарадам атама. На той момант гэта стала значным прарывам ангельскага фізіка. Вопыт Рэзерфорда лічыцца адной з найважнейшых прыступак ў станаўленні навукі аб ўнутраным будынку атама.

Іншыя адкрыцці, атрыманыя ў працэсе вывучэння атама

Гэтыя даследаванні сталі прамым доказам таго, што станоўчы зарад атама знаходзіцца ўнутры яго ядра. Гэтая вобласць займае вельмі малое прастору ў параўнанні з яго цэласнымі памерамі. У такім малым аб'ёме рассейванне альфа-часціц аказалася вельмі малаверагодным. А тыя часціцы, якія праходзілі паблізу вобласці атамнага ядра, адчувалі рэзкія адхіленні ад траекторыі, бо адштурхвае сілы паміж альфа-часціцай і ядром атама былі вельмі магутнымі. Вопыт Рэзерфорда па рассейванне альфа-часціц даказаў верагоднасць таго, што альфа-часціца патрапіць прама ў ядро. Праўда, верагоднасць была вельмі малая, але ўсё ж не роўная нулю.

Гэта быў не адзіны факт, які даказаў вопыт Рэзерфорда. Коратка будова атама вывучалі і яго калегі, якія зрабілі шэраг іншых важных адкрыццяў. Акрамя вучэння аб тым, што альфа-часціцы ўяўляюць сабой хутка рухаюцца ядра гелія.

Вучоны змог апісаць будова атама, у якім ядро займае нязначную частку ўсяго аб'ёму. Яго досведы даказалі, што практычна ўвесь зарад атама засяроджаны ўнутры яго ядра. Пры гэтым адбываюцца як выпадкі адхіленні альфа-часціц, так і выпадкі іх сутыкнення з ядром.

Досведы Рэзерфорда: ядзерная мадэль атама

1911 Радэрфорд пасля шматлікіх даследаванняў прапанаваў мадэль будовы атама, якую назваў планетарнай. Згодна з гэтай мадэлі, ўнутры атама размешчана ядро, якое змяшчае ў сабе практычна ўсю масу часціцы. Электроны рухаюцца вакол ядра падобна таму, як гэта робяць планеты вакол Сонца. З іх сукупнасці ўтвараецца так званае электроннае воблака. Атам ж мае нейтральны зарад, як паказаў вопыт Рэзерфорда.

Будова атама ў далейшым зацікавіла навукоўца па імі Нільс Бор. Менавіта ён дапрацаваў вучэнне Рэзерфорда, бо да Бора планетарная мадэль атама стала сутыкацца з цяжкасцямі тлумачэнні. Так як электрон рухаецца вакол ядра па пэўнай арбіце з паскарэннем, рана ці позна ён павінен зваліцца на ядро атама. Аднак Нільс Бор змог даказаць, што ўнутры атама законы класічнай механікі ўжо не дзейнічаюць.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 be.delachieve.com. Theme powered by WordPress.