Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://kvant.mccme.ru/pdf/1998/05/17.pdf Дата изменения: Fri Dec 23 19:24:46 2005 Дата индексирования: Tue Oct 2 00:11:27 2012 Кодировка: Windows-1251 Поисковые слова: внешние планеты

ИЗ

ИСТОРИИ

НАУКИ

17
ную часть атома Резерфорд, используя биологическую терминологию, назвал ядром. Вокруг ядра на большом отдалении от него по орбитам вращаются легкие электроны. Такая модель была подобна Солнцу с вращающимися вокруг него планетами, и поэтому Резерфорд назвал ее планетарной. Допустив, что положительный заряд атома сконцентрирован в точке, Резерфорд показал, что частица, попадающая на близкое расстояние от него, описывает гиперболическую орбиту, причем угол отклонения частицы определяется равенством ctg 2 = = 2 p b , в котором р прицельное расстояние, а буквой b обозначено вы2 ражение 2NeE mv , где Ne центральный заряд, Е заряд -частицы, m и v ее масса и скорость соответственно. Величина b представляет собой наименьшее расстояние, до которого -частица может проникнуть в глубь атома. По оценке Резерфорда, это рас- 12 , стояние порядка 34 10 см. Проведенная Г.Гейгером и Э.Марсденом проверка теории путем изучения рассеяния -частиц на атомах многих элементов (от углерода до платины) показала полное согласие с выводами Резерфорда. Созданная Резерфордом теория и выведенная им формула выдержали испытание временем, подвергаясь в дальнейшем лишь проверкам и уточнениям. Из предложенной им модели атома стал ясен смысл периодического закона элементов, согласно которому они размещаются в таблице в соответствии с зарядом их ядер. В очень короткий срок, с 1911 по 1913 год, на основе опытов Резерфорда и теории квантов Планка были разработаны основы электронной оболочки атома и создана модель атома Бора. Так, опираясь на, казалось бы, простые опыты, формировалась обширная наука об атоме и атомном ядре, отцом которой по праву может быть назван Эрнест Резерфорд.

Резерфорд подключил металлические пластинки к полюсам электрической батареи и по отклонению -частиц в электрическом поле установил отношение их заряда к массе. Все указывало на то, что -частицы являются, по-видимому, двукратно ионизованными атомами гелия. Однако для полной идентификации -частиц в 1909 году Резерфорд поставил еще один тонкий эксперимент. Изображенный на рисунке 2 прибор для опыта был изготовлен высококвалифицированным стеклодувом. Радиоактивный газ радон, испускавший частицы, помещался в тонкостенную стеклянную трубку, вставленную, в свою очередь, в более широкую трубку, из которой был тщательно откачан воздух. Через несколько дней во внешней трубке обнаруживался газ, который образовывался благодаря проникновению -частиц через стенки внутренней трубки. Этот газ вытеснялся в малый отросток внешней трубки, через который пропускался электрический разряд. При этом наблюдались характерные желтые линии спектра излучения гелия. В результате этого опыта Резерфорд окончательно удостоверился, что -частицы это двукратно ионизованные атомы гелия. В 1903 году Э.Резерфорд, совместно с английским физиком и химиком Ф.Содди, разработал теорию радиоактивного распада. Согласно этой теории, атомы тяжелых химических элементов могут самопроизвольно распадаться, и в этом процессе происходит превращение одних элементов в другие. За проведенные им исследования распада радиоактивных элементов в 1908 году Резерфорд был удостоен Нобелевской премии по химии. По этому поводу он шутил, что имел дело со многими самыми различными превращениями, однако самым замечательным из них оказалось его собственное

превращение в один миг из физика в химика. Наиболее значительным вкладом Резерфорда в науку стало создание им планетарной модели атома. Еще проводя опыты по отклонению -частиц магнитным полем, Резерфорд заметил, что если вакуум, в котором проводился эксперимент, был недостаточен, путь некоторых частиц слегка искривлялся. Для такого искривления требовалось сильное поперечное электрическое поле, и Резерфорд заключил, что атомы вещества должны быть средоточием больших электрических сил. Для проверки этой гипотезы Резерфорд поручил своему стажеру Э.Марсдену посчитать число -частиц, проходящих от излучателя к экрану через различные пластинки. Этот опыт заключался в том, что через тонкую щель пучок -частиц направлялся на экран из сернистого цинка, вспышки (сцинтилляции) на котором можно было наблюдать в микроскоп. При хорошем вакууме на экране наблюдалась лишь яркая полоска света, но когда на пути -частиц оказывалась тонкая пластинка какого-нибудь вещества, -частицы распределялись по большей площади экрана. В процессе этих измерений Марсден обнаружил крайне неожиданное явление: некоторые -частицы отклонялись от предполагаемого направления гораздо сильнее, чем это допускалось существовавшими тогда представлениями о строении атома. Согласно модели атома Томсона, положительные и отрицательные заряды равномерно распределены внутри атомной сферы. Анализируя же результаты своих экспериментов, Резерфорд понял, что силы, способные отклонить -частицы на большой угол, могут возникать лишь в том случае, если положительный электрический заряд атома сконцентрирован в очень малом объеме и там же, в основном, сосредоточена его масса. Эту централь-

>C

@E

'ФИЗИКИ ПРОДОЛЖАЮТ ШУТИТЬ'
...Резерфорд говорил, что все науки можно разделить на две группы на физику и коллекционирование марок. ...Эрнест Резерфорд пользовался следующим критерием при выборе своих сотрудников. Когда к нему приходили в первый раз, Резерфорд давал задание. Если после этого новый сотрудник спрашивал, что делать дальше, его увольняли.
5 Квант ? 5

...Резерфорд демонстрировал слушателям распад радия. Экран то светился, то темнел. Теперь вы видите, сказал Резерфорд, что ничего не видно. А почему ничего не видно, вы сейчас увидите. ...Однажды вечером Резерфорд зашел в лабораторию. Хотя время было позднее, в лаборатории склонился над прибором один из его многочисленных учеников. Что вы делаете так поздно? спросил Резерфорд.

Работаю. последовал ответ. А что вы делаете днем? Работаю, разумеется, ответил ученик. И рано утром тоже работаете? Да, профессор, и утром работаю, подтвердил ученик, рассчитывая на похвалу из уст знаменитого ученого. Резерфорд помрачнел и раздраженно спросил: Послушайте, а когда же вы думаете?