Question

Как на основе ядерной модели строения атома можно объяснить результаты рассеяния альфа-частиц в тонких слоях вещества?

Answer 1

Ответ:

Так как большая часть пространства между атомным ядром и обращающимися вокруг него электронами пуста, то быстрые заряженные частицы могут свободно проникать через слои вещества, содержащие несколько тысяч слоев атомов. При столкновении с электроном альфа-частица практически не рассеивается, так как её масса примерно в 8000 раз больше массы электрона. Однако в том случае, если альфа-частица пролетает вблизи одного из атомных ядер, под действием поля атомного ядра может произойти её рассеяние на любой угол до 180°. Но из-за малых размеров ядра по сравнению с размерами атома это наблюдается весьма редко.

Answer 2

Рассеяние альфа-частиц в тонких слоях вещества может быть объяснено на основе ядерной модели атома, известной как модель Резерфорда. Согласно этой модели, атом состоит из позитивно заряженного ядра, вокруг которого обращаются отрицательно заряженные электроны. Ядро содержит протоны (позитивно заряженные частицы) и нейтроны (беззарядные частицы), альфа-частица в свою очередь представляет собой ядро атома гелия, состоящее из двух протонов и двух нейтронов.

Когда альфа-частица рассеивается в тонком слое вещества, она проходит сквозь электронную оболочку атомов этого вещества и взаимодействует с ядрами. Из-за значительно большей массы и заряда ядра по сравнению с альфа-частицей, большинство альфа-частиц проходит через вещество, испытывая слабое отклонение из-за кулоновского отталкивания с положительно заряженными ядрами.

Однако иногда происходят случаи рассеяния, когда альфа-частица попадает вблизи ядра атома вещества. В этом случае, из-за кулоновского отталкивания, альфа-частица может отклониться на больший угол. Это объясняет результаты рассеяния альфа-частиц под углами, отличными от прямолинейного прохождения.

Следует отметить, что результаты рассеяния альфа-частиц в тонких слоях вещества также могут быть объяснены квантово-механическими эффектами, которые описывают вероятность рассеяния альфа-частиц под разными углами в зависимости от их энергии и характеристик атомных ядер.