§ 14.3. Опыты Резерфорда. Ядерная модель строения атома.

В опытах по изучению строения атома Резерфорд располагал на пути а-частиц, летящих в одном направлении, металлическую фольгу и изучал рассеяние а-частиц фольгой. Оказалось, что огромное большинство а-частиц, пройдя сквозь фольгу, продолжает лететь в прежнем направлении или отклоняется от него на очень малый угол. Лишь небольшое число а-частиц сильно изменяло направление своего движения, а отдельные частицы даже отбрасывались назад. Это доказывало, что почти вся масса атома сосредоточена в центре, т. е. в центре атома находится очень маленькая, но массивная частица, заряженная положительно, которая отталкивает пролетающие мимо нее а-частицы и может даже отбросить назад налетающую на нее а-частицу. Положительно заряженная частица в центре атома получила название ядра атома.

Поскольку атом в нормальном состоянии электрически нейтрален, то в нем должны находиться отрицательно заряженные электроны, компенсирующие положительный заряд ядра. Так как электроны притягиваются к ядру, то они должны были бы упасть на него.

Поэтому. Резерфорд предположил, что электроны в атоме движутся вокруг ядра по круговым или эллиптическим орбитам, а сила их электрического притяжения к ядру является центростремительной силой. Такая модель атома напоминает строение Солнечной системы, поэтому ее стали называть планетарной или ядерной моделью атома.

Итак, по Резерфорду, любой атом состоит из небольшого по размерам, но массивного и заряженного положительно ядра, вокруг которого по орбитам движутся отрицательно заряженные электроны. Дальнейшие исследования показали, что ядерная модель атома, предложенная Резерфордом, очень близка к действительности.

Оказалось, что самое маленькое ядро — у атома водорода. Оно называется протоном. Вокруг этого ядра вращается один электрон. Положительный заряд протона равен по величине отрицательному заряду электрона Эти заряды принято называть элементарными, так как до сих пор обнаружить заряды меньше по величине не удалось.

Радиус протона около а его масса кг. Размеры электрона имеют тот же порядок, что и размеры протона, а масса электрона составляет кг, т. е. приблизительно в 1836 раз меньше массы протона. Таким образом, практически вся масса атома водорода сосредоточена в его ядре; это можно сказать и об атомах всех других элементов.