Question

Чем объясняется отклонение на большие углы альфа-частиц в опыте Резерфорда?

Answer 1

Что а-частицами называют частицы, выбрасываемые с огромной скоростью некоторыми веществами при радиоактивном распаде. В то время, когда Резерфорд приступал к своим опытам, было известно, что а-частицы имеют положительный заряд, равный удвоенному элементарному заряду, и что при потере этого заряда (при присоединении двух электронов) сс-частица превращается в атом гелия. Скорость, с которой а-частицы вылетают из радиоактивного вещества, бывает порядка 109 см/сек

Answer 2

Эксперимент Резерфорда, также известный как эксперимент по рассеянию альфа-частиц, проведенный Эрнестом Резерфордом и его коллегами, играл важную роль в уточнении модели атома. В этом эксперименте альфа-частицы (ядра гелия), обладающие положительным зарядом, были направлены на тонкий золотой лист. Согласно традиционной модели атома в то время (модель Томсона), атом представлял собой равномерно положительно заряженную сферу, внутри которой находились отрицательно заряженные электроны.

Экспериментальные результаты Резерфорда показали, что некоторые альфа-частицы отклонялись на большие углы при прохождении через золотую фольгу, что противоречило ожиданиям, основанным на модели Томсона. Вместо равномерного рассеяния, как ожидалось от модели Томсона, большая часть альфа-частиц проходила через фольгу практически без отклонений, но некоторые альфа-частицы отклонялись под углами, которые иногда достигали более 90 градусов.

Это отклонение альфа-частиц на большие углы может быть объяснено новой моделью атома, которая впоследствии была предложена Резерфордом. Согласно этой модели:

1. Атом содержит плотное и положительно заряженное ядро в центре.
2. Почти вся масса и положительный заряд атома сосредоточены в ядре.
3. Отрицательно заряженные электроны вращаются вокруг ядра на определенных орбитах.

При взаимодействии альфа-частиц с атомами золотой фольги большая часть альфа-частиц проходила через атомы практически без отклонений, так как атомы в основном состояли из пустого пространства с малой вероятностью взаимодействия между альфа-частицами и электронами. Однако иногда альфа-частица проходила близко к ядру атома и была отклонена из-за электростатического отталкивания между положительно заряженной альфа-частицей и также положительно заряженным ядром.

Таким образом, отклонение на большие углы альфа-частиц в опыте Резерфорда объясняется тем, что практически вся масса и положительный заряд атома сосредоточены в небольшом и плотно заряженном ядре, и при достаточно близком сближении альфа-частицы с ядром происходит сильное отталкивание, приводящее к отклонению на большие углы.