Составляем тесты по теме «Модель атома Резерфорда»

В 1897 году английский учёный Дж. Дж. Томпсон открыл электрон и установил, что электроны входят в состав атома. Это означало, что атом не является таким уж неделимым, как считалось. Учёные приступили к исследованию его структуры.

В 1904 году Томпсон предложил свою модель атома. Атомы, как известно, электрически нейтральны. А электроны имеют отрицательный электрический заряд. В соответствии с моделью Томпсона атомы в электроне окружены равномерно распределённым положительным зарядом. Сам учёный сравнивал свою модель с излюбленным английским лакомством — пудингом, где изюм со всех сторон окружён тестом.

Модель Томпсона была опровергнута в результате опыта, проведённого в 1909 году Эрнестом Резерфордом. В ходе опыта фольгу облучали потоком альфа-частиц. В соответствии с моделью Томпсона ожидалось, что поток альфа-частиц будет проходить сквозь тонкую фольгу почти без отклонений. Действительно, электроны легче альфа-частиц примерно в 8000 раз и не способны оказать им сопротивления. А положительный заряд равномерно распределён по всему объёму атома и, соответственно, имеет очень низкую плотность.

Но результаты не подтвердили ожиданий. Часть альфа-частиц действительно проходила сквозь фольгу почти без отклонений. Но часть частиц рассеивалась. Причём некоторые частицы рассеивались на очень большие углы — почти до 180°. Это означало, что на своём пути они встречали массивную частицу с положительным зарядом. Расчёты показали, что эта частица должна быть крайне мала, так как отклонялась очень малая доля альфа-частиц. Но в этой частице сосредоточена вся масса атома, кроме массы электронов.

Резерфорд назвал эту частицу ядром атома и предложил свою модель, названную планетарной. В центра атома находится очень небольшое положительно заряженное ядро, вокруг которого вращаются электроны. А большая часть объёма атома — это пустота.

Так же как у модели Томпсона, у модели атома Резерфорда вскоре был обнаружен недостаток. По законам электродинамики такой атом просто не мог существовать сколько-нибудь значимое время. Вращения электронов вокруг ядра — это движение с центростремительным ускорением. А при движении с ускорением заряженная частица должна непрерывно излучать электромагнитные волны и терять энергию. В результате электроны должны были просто очень быстро упасть на ядро.

Разрешить это противоречие помогла уже не электродинамика, а новая наука — квантовая физика. И новая модель — модель атома Бора.