|
ного мікроскопа M з малим збільшенням, за допомогою якого велися спостереження спалахів світла під час ударів альфа-частинок в екран. Мікроскоп обертався навколо осі, яка проходила через центр розсіюючої фольги, щоб можна було визначити кількість частинок, розсіяних під різними кутами до напряму первинного пучка. Весь прилад вміщався в кожух, з якого відкачувалося повітря, і тим самим усувалося гальмування альфа-частинок від зіткнення їх з молекулами повітря.
Досліди показали, що, проходячи крізь плівку завтовшки в кілька тисяч міжатомних відстаней, дуже мало частинок різко змінювали напрям руху, переважна більшість їх майже не відхилялася від початкового напряму польоту. Наприклад, під час проходження пучка альфа-частинок зі швидкістю 1,8-107 м/с крізь шар золота завтовшки 6-Ю-7 м в середньому одна частинка з 20 000 відхилялась (розсіювалася) на кут приблизно 90°. А деякі частинки, їх було надзвичайно мало, відхилялися майже на 180°, тобто іноді альфа-частинки навіть відбивалися від тонкої металевої фольги.
З'ясуємо, з яких причин альфа-частинка може змінити напрям польоту. Альфа-частинка має масу й заряд, тому на неї можуть діяти як сили тяжіння, так і кулонівські. А з електростатики відомо, що кулонівські сили взаємодії заряджених частинок значно переважають гравітаційні. Наприклад, кулонівська сила взаємодії альфа-частинки з протоном чи електроном у 1033 раз перевищує силу тяжіння між аль-фа-частинкою і масивним атомом Плюмбуму. Це означає, що у взаємодії альфа-частинок з атомами фольги гравітаційні сили відіграють мізерну роль і ними можна нехтувати. Отже, відхилення альфа-частинки від початкового напряму польоту обумовлюється дією електрично заряджених частинок, які містяться всередині атомів.
Які ж це частинки? Як вони розміщені в атомах? На ці запитання і мали відповісти досліди Резерфорда. Очевидно, що заряджена частинка, яка відхиляє альфа-частинку на великий кут, не може бути електроном. Адже маса електрона те приблизно в 7350 раз менша за масу альфа-частинки. Згідно з законами збереження імпульсу і енергії, частинка, яка рухалася зі швидкістю у, не може під час співударяння надати нерухомій частинці швидкість, більшу за 2у. Отже, під час співударяння з електроном імпульс альфа-частинки
|
|
