Ядерная модель атома

Ядерная модель атомаРезерфорд предположил, что рассеяние ?-частиц на большие углы объясняется тем, что положительный заряд в атоме не распределен равномерно в шаре радиусом 10-10м, а сосредоточен в центральной части атома в области значительно меньших размеров.

В этой центральной положительно заряженной части атома — атомном яд­ре — сосредоточена почти вся масса атома. Расчеты Резерфорда показали, что для объяснения опытов по рассеянию ?-частиц нужно принять радиус ядра равным примерно 10-15 м. Если радиус атомного ядра меньше радиуса атома примерно в 105 раз, то напряженность электрического поля вблизи атомного ядра по модели Резерфорда должна быть при­мерно в 1010 раз больше напряженности поля у поверхности атома по модели Томсона. Такое возрастание напряженности электрического поля и делало возможным рассеяние ?-частиц на большие углы, в том числе и в обратном направлении.

После обнаружения в опытах Резерфорда положительно за­ряженного ядра необходимо было ответить на вопросы о том, где же в атоме находятся электроны и чем занято в нем остальное пространство. Резерфорд предположил, что атом устроен по­добно планетной системе. Как вокруг Солнца на больших рас­стояниях от него обращаются планеты, так вокруг ядерного ядра в атоме обращаются электроны. Радиус орбиты самого удаленного от ядра электрона и есть радиус атома. Такая модель строения атома была названа планетарной или планетарной моделью.

Однако атомные системы отличаются от планетарных систем физической природой сил, удерживающих планеты и элек­троны на их орбитах: планеты притягиваются к звездам силами всемирного тяготения, а во взаимодействии электронов с атом­ным ядром основную роль играют силы кулоновского притя­жения разноименных электрических зарядов. Силы гравита­ционного притяжения между электроном и атомным ядром ничтожно малы по сравнению с электромагнитными.

Ядерная модель атома хорошо объясняет основные законо­мерности рассеяния заряженных частиц. Так как большая часть пространства между атомным ядром и обращающимися вокруг него электронами пуста, то быстрые заряженное частицы могут почти свободно проникать через слои вещества, содержащие несколько тысяч слоев атомов.

При столкновении с электроном ?-частица практически не рассеивается, так как ее масса примерно в 8000 раз больше массы электрона. Однако в том случае, когда ?-частицa пролетает вблизи одного из атомных ядер, под дейст­вием электрического поля атомного ядра может произойти ее рассеяние на любой угол до 1800. Но из-за малых размеров ядра по сравнению с размерами атома такие события происходят весьма редко.