Рутерфордын альфа бөөмсийг тараах арга. Рутерфордын альфа бөөмийн тархалтын туршилтууд. Рутерфордын туршилтууд: атомын цөмийн загвар

Рутерфордын туршлага.

РУТЕРФОРД Эрнст (1871-1937), Английн физикч, цацраг идэвхт ба атомын бүтцийн тухай сургаалыг үндэслэгчдийн нэг, шинжлэх ухааны сургуулийг үндэслэгч, Оросын ШУА-ийн гадаад корреспондент гишүүн (1922), ШУА-ийн хүндэт гишүүн. ЗХУ-ын Шинжлэх Ухааны Академи (1925). Кавендишийн лабораторийн захирал (1919 оноос хойш). (1899) альфа, бета туяаг нээж, мөн чанарыг нь тогтоосон. Цацраг идэвхт байдлын онолыг (1903 онд Ф.Соддитой хамт) бий болгосон. Атомын гаригийн загварыг санал болгосон (1911). Анхны хиймэл хийцийг (1919) хийсэн цөмийн урвал. Нейтрон оршин тогтнохыг урьдчилан таамагласан (1921). Нобелийн шагнал (1908).

Рутерфордын туршилт (1906) бодисын нимгэн давхаргаар дамжин өнгөрөх хурдан цэнэгтэй бөөмсийг тараах туршилт нь атомын дотоод бүтцийг судлах боломжийг олгосон. Эдгээр туршилтуудад альфа тоосонцорыг радиум болон бусад зарим элементүүдийн цацраг идэвхт задралын үр дүнд үүссэн атомуудыг - бүрэн ионжуулсан гелийн атомуудыг судлахад ашигласан. Рутерфорд эдгээр хэсгүүдээр хүнд металлын атомуудыг бөмбөгдөв.

Рутерфорд атомууд нь хөнгөн сөрөг цэнэгтэй бөөмс болох электрон ба хүнд эерэг цэнэгтэй бөөмсөөс бүрддэг гэдгийг мэддэг байсан. Туршилтын гол зорилго нь атом дотор эерэг цэнэг хэрхэн тархаж байгааг олж мэдэх явдал юм. α-бөөмийн тархалт (өөрөөр хэлбэл хөдөлгөөний чиглэлийн өөрчлөлт) нь зөвхөн атомын эерэг цэнэгтэй хэсгээс үүдэлтэй байж болно.

Туршилтаар зарим α бөөмс нь 180˚-ийн ойролцоо том өнцгөөр тархсан, өөрөөр хэлбэл тэд буцаж шидэгдсэн болохыг харуулсан. Энэ нь атомын эерэг цэнэг нь атомын маш жижиг төв хэсэг буюу атомын цөмд төвлөрсөн тохиолдолд л боломжтой юм. Атомын бараг бүх масс нь цөмд төвлөрдөг.

Төрөл бүрийн атомын цөм нь 10-14-10-15 см диаметртэй байхад атомын хэмжээ нь ≈10-8 см, өөрөөр хэлбэл атомын хэмжээнээс 10 4-10 5 дахин их байдаг. цөм.

Тиймээс атом "хоосон" болж хувирав.

Атомын цөм дээр α - бөөмсийг тараах туршилт дээр үндэслэн Рутерфорд атомын гаригийн загварт. Энэ загварын дагуу атом нь эерэг цэнэгтэй жижиг цөм ба түүний эргэн тойронд эргэлддэг электронуудаас бүрддэг.

Үзэл бодлоос нь сонгодог физикИйм атом тогтворгүй байх ёстой, учир нь тойрог замд хурдатгалтай хөдөлж буй электронууд цахилгаан соронзон энергийг тасралтгүй ялгаруулах ёстой.

Атомын бүтцийн талаархи санаа бодлыг цаашдын хөгжлийг квант үзэл баримтлалын үндсэн дээр Н.Бор (1913) хийсэн.

Лабораторийн ажил.

Энэ туршилтыг тусгай төхөөрөмж ашиглан хийж болох ба түүний зургийг 1-р зурагт үзүүлэв. Энэ төхөөрөмж нь дотор нь бүрэн вакуумтай, микроскоптой хар тугалганы хайрцаг юм.

α-бөөмийн тархалт (хөдөлгөөний чиглэл өөрчлөгдөх) нь зөвхөн атомын эерэг цэнэгтэй хэсгээс л үүсдэг. Ийнхүү α бөөмсийн тархалтаас атомын доторх эерэг цэнэгийн болон массын тархалтын мөн чанарыг тодорхойлох боломжтой. Рутерфордын туршилтын диаграммыг Зураг 1-д үзүүлэв. Цацраг идэвхт эмээс ялгарах α-бөөмсийн цацраг нь диафрагмаар гарч, улмаар судалж буй материалын нимгэн тугалган цаасан дээр унасан (энэ тохиолдолд алт). Тарсаны дараа α-бөөмс нь цайрын сульфидээр бүрсэн дэлгэцэн дээр унав. Бөөм бүрийн дэлгэцтэй мөргөлдөх нь гэрлийн гялбаа (сцинтилляци) дагалдаж байсан бөгөөд үүнийг микроскопоор ажиглаж болно.

Төхөөрөмжийн дотор вакуум сайтай, тугалган цаас байхгүй үед α хэсгүүдийн нимгэн цацрагаас үүссэн гэрлийн зурвас дэлгэц дээр гарч ирэв. Харин цацрагийн замд тугалган цаас тавихад тархалтын улмаас α-бөөмсүүд тархсан байв. илүү том талбайдэлгэц.

Бидний туршилтанд бид 180 ° өнцгөөр (Зураг 2) алтны цөм рүү чиглэсэн α-бөөмийг шалгаж, α-бөөмийн урвалыг хянах хэрэгтэй, i.e. аль хамгийн бага зайд α-бөөм нь алтан цөмд ойртох вэ (Зураг 3).

Цагаан будаа. 2 Зураг 3

Өгөгдсөн:

V 0 =1.6*10 7 м/с – анхны хурд

d = 10 -13

r мин =?

Асуултууд:

Энэ туршилтаар α бөөмс ба цөмийн хоорондох хамгийн бага зай r min хэд байх вэ? (Зураг 4)

Зураг 4

Шийдэл:

Бидний туршилтанд α-бөөмийг атом хэлбэрээр дүрсэлсэн

м нейтр кг

Z=2 – протон

N= Au - Z = 4 – 2 = 2 нейтрон

m p = кг

Z=79 – протоны тоо

N= Au - Z = 196 – 79 =117 (нейтрон)

Cl 2 / H ∙m 2 – цахилгаан тогтмол

Хуримтлагдсан туршилтын өгөгдөл дээр үндэслэн атомын загварыг бүтээх анхны оролдлого (1903) нь Ж.Томсоных юм. Тэрээр атомыг 10-10 м-ийн радиустай цахилгаан саармаг бөмбөрцөг систем гэж үздэг байсан бөгөөд атомын эерэг цэнэг нь бөмбөгний бүх эзлэхүүнд жигд тархсан бөгөөд түүний дотор сөрөг цэнэгтэй электронууд байрладаг (Зураг 6.1). .1). Томсон атомын цацрагийн шугамын спектрийг тайлбарлахын тулд атом дахь электронуудын байршлыг тодорхойлж, тэнцвэрийн байрлалын эргэн тойрон дахь чичиргээний давтамжийг тооцоолохыг оролдсон. Гэсэн хэдий ч эдгээр оролдлого амжилтгүй болсон. Хэдэн жилийн дараа Английн агуу физикч Э.Рутерфордын туршилтаар Томсоны загвар буруу байсан нь батлагдсан.

Зураг 6.1.1.

Ж.Томсоны атомын загвар

Анхны шууд судалгааны туршилтууд дотоод бүтэцатомыг 1909-1911 онд Э.Рутерфорд болон түүний хамтран зүтгэгчид Э.Марсден, Х.Гейгер нар гүйцэтгэсэн. Рутерфорд радиум болон бусад зарим элементүүдийн цацраг идэвхт задралын үед үүсдэг α-бөөмүүдийг ашиглан атомын судалгааг ашиглахыг санал болгов. Альфа бөөмсийн масс нь электроны массаас ойролцоогоор 7300 дахин их, эерэг цэнэг нь энгийн цэнэгээс хоёр дахин их байна. Рутерфорд туршилтандаа 5 МэВ орчим кинетик энергитэй альфа бөөмсийг ашигласан (ийм бөөмийн хурд маш өндөр - ойролцоогоор 107 м/с, гэхдээ гэрлийн хурдаас хамаагүй бага). α хэсгүүд нь бүрэн ионжсон гелийн атомууд юм. Тэдгээрийг 1899 онд Рутерфорд цацраг идэвхит үзэгдлийг судалж байхдаа нээсэн. Рутерфорд хүнд элементийн атомуудыг (алт, мөнгө, зэс гэх мэт) эдгээр хэсгүүдээр бөмбөгдөв. Атомуудыг бүрдүүлдэг электронууд нь бага масстай тул α бөөмийн траекторийг мэдэгдэхүйц өөрчилж чадахгүй. Тархалт, өөрөөр хэлбэл α-бөөмийн хөдөлгөөний чиглэл өөрчлөгдөх нь зөвхөн атомын хүнд, эерэг цэнэгтэй хэсгээс л үүсдэг. Рутерфордын туршилтын диаграммыг Зураг дээр үзүүлэв. 6.1.2.

Зураг 6.1.2.

α-бөөмийн сарнилт дээр хийсэн Рутерфордын туршилтын схем. K – цацраг идэвхт бодис агуулсан хар тугалганы сав, Е – цайрын сульфидээр бүрсэн дэлгэц, F – алтан ялтас, М – микроскоп

Хар тугалганы саванд хийсэн цацраг идэвхт эх үүсвэрээс альфа тоосонцорыг нимгэн металл тугалган цаас руу чиглүүлэв. Тарсан хэсгүүд нь цайрын сульфидын талст давхаргаар бүрхэгдсэн дэлгэцэн дээр унасан бөгөөд хурдан цэнэглэгдсэн тоосонцор цохиход гэрэлтэх чадвартай. Дэлгэц дээрх гялбааг (анивчсан) микроскоп ашиглан нүдээр ажиглав. Рутерфордын туршилтын тархсан α бөөмсийн ажиглалтыг цацрагийн анхны чиглэлээс өөр өөр өнцгөөр φ хийж болно. Ихэнх α хэсгүүд нь металлын нимгэн давхаргаар бага зэрэг хазайлтгүйгээр дамждаг нь тогтоогдсон. Гэсэн хэдий ч бөөмсийн багахан хэсэг нь 30 ° -аас дээш мэдэгдэхүйц өнцгөөр хазайдаг. Маш ховор альфа тоосонцор (арван мянганы нэг орчим) 180°-тай ойролцоо өнцгөөр хазайсан байна.

Энэ үр дүн Рутерфордын хувьд ч гэнэтийн байсан. Түүний санаанууд нь Томсоны атомын загвартай эрс зөрчилдөж байсан бөгөөд үүний дагуу эерэг цэнэгийг атомын бүх эзлэхүүнд хуваарилдаг. Ийм хуваарилалтаар эерэг цэнэг нь α бөөмсийг буцааж шидэх хүчтэй цахилгаан орон үүсгэж чадахгүй. Нэг төрлийн цэнэглэгдсэн бөмбөгний цахилгаан талбай нь түүний гадаргуу дээр хамгийн их байх ба бөмбөгний төвд ойртох тусам тэг болж буурдаг. Хэрэв атомын бүх эерэг цэнэг төвлөрсөн бөмбөгний радиус n дахин багасвал Кулоны хуулийн дагуу α-бөөмд үйлчлэх хамгийн их түлхэх хүч n 2 дахин нэмэгдэнэ. Тиймээс хангалттай их ач холбогдол n α бөөмс нь 180 ° хүртэл том өнцгөөр тархаж болно. Эдгээр бодол нь Рутерфордыг атом бараг хоосон бөгөөд түүний бүх эерэг цэнэг бага хэмжээгээр төвлөрдөг гэсэн дүгнэлтэд хүргэсэн. Рутерфорд атомын энэ хэсгийг атомын цөм гэж нэрлэсэн. Энэ нь ийм байдлаар үүссэн цөмийн загваратом. Цагаан будаа. 6.1.3-т Томсоны атом болон Рутерфордын атом дахь α бөөмийн тархалтыг харуулсан.

Атомын бүтцийг судлах сонгодог туршилтыг 1911 онд сэр Эрнест Рутерфорд хийсэн. Рутерфорд альфа бөөмсийг нимгэн металл тугалган цаасаар тараахыг судлах туршилт хийжээ. Атомуудад үзүүлэх нөлөөллийг их хэмжээний бөөмсийн цацрагаар бөмбөгдөх замаар гүйцэтгэсэн. Туршилтын диаграммыг Зураг дээр үзүүлэв. 1.

Нимгэн алтан тугалган цаас F (тугалган цаасны зузаан нь ойролцоогоор 10 -7 м, 400 орчим атом агуулсан) бөмбөрцөг хэлбэртэй дэлгэцийн дотор байрлуулсан E. Дэлгэцний нүхээр цацраг идэвхт бодисоос ялгарах хурдан альфа тоосонцрын туяа хар тугалганы саванд R хавтан дээр перпендикуляр унасан. Альфа бөөмс нь 4.0015 аму масстай бүрэн ионжсон гелийн атом юм. ба + 2e-тэй тэнцүү цэнэг

(e нь энгийн цахилгаан цэнэгийн утга). Альфа бөөмийн хурд нь 107 м/с, энерги нь 4.05 МэВ байв. Тугалган цаасны зузаан бага байх үед альфа хэсгүүдийн мөргөлдөөн нь бараг ганц бие, i.e. бөөмс бүр зөвхөн нэг атомтай мөргөлдөж, нислэгийн чиглэлээ өөрчилдөг.

Дэлгэцийн дотоод ханыг фосфороор бүрсэн байсан бөгөөд альфа тоосонцор цохих үед гялалздаг бодис юм. Энэ нь анхны чиглэлээс θ янз бүрийн өнцгөөр атомаар тархсан альфа бөөмсийг M төхөөрөмжөөр бүртгэх боломжтой болсон. Альфа тоосонцорыг тараах туршилтууд нь дараах хэв маягийг тогтоох боломжтой болсон.

1. Альфа бөөмсийн дийлэнх нь тугалган цаасаар бараг чөлөөтэй дамждаг: тэдгээр нь хазайдаггүй, энерги алддаггүй.

2. Зөвхөн бөөмсийн багахан хэсэг (≈ 0.01%, өөрөөр хэлбэл арван мянганы нэг) эргэж, өөрөөр хэлбэл хөдөлгөөний чиглэлийг 90 градусаас дээш өнцгөөр өөрчилсөн.

Рутерфордын туршилтын үр дүнг бүх эерэг цэнэг ба атомын бараг бүхэлдээ масс нь атомын жижиг мужид - цөмд төвлөрч, хэмжээ нь 10-14 м орчим байдаг гэсэн таамаглал дээр үндэслэн тайлбарлаж болно Цэнэглэгдсэн электронууд цөмийн эргэн тойронд 10-10 м хэмжээтэй асар том (цөмтэй харьцуулахад) талбайд хөдөлдөг.

Энэ таамаглал нь үндэс суурь юм атомын цөмийн загвар, үүнийг мөн гаригийн гэж нэрлэдэг. Атом дахь электронуудын тоо нь тухайн элементийн атомын тоотой тэнцүү байна үечилсэн хүснэгтМенделеев. Үүнээс гадна электроныг цөмтэй холбосон хүч нь Кулоны хуульд захирагддаг болохыг харуулсан.

Гэсэн хэдий ч цөмийн загвар нь сонгодог электродинамикийн хуулиудтай зөрчилддөг. Үнэн хэрэгтээ хэрэв электрон атомд амарч байгаа бол Кулоны таталцлын хүчний нөлөөгөөр цөм рүү унах ёстой. Хэрэв электрон цөмийг тойрон эргэвэл цахилгаан соронзон орон үүсгэх ёстой. Үүний зэрэгцээ цацраг туяагаар эрчим хүчээ алдаж, хөдөлгөөний хурд буурч, электрон эцэст нь цөм рүү унах ёстой. Энэ тохиолдолд атомын цацрагийн спектр тасралтгүй байх ёстой бөгөөд атомын амьдрах хугацаа 10-7 секундээс хэтрэхгүй байх ёстой. Үнэн хэрэгтээ атомууд тогтвортой, атомын ялгаралтын спектр нь салангид байдаг.

Альфа бөөмсийг тараах туршилт

Электрон, рентген туяа, цацраг идэвхт байдлын үзэгдлийн нээлт нь атомыг хуваагдашгүй бөөмс гэсэн санаа буруу байсныг харуулж байна. \(XIX\) зууны эцэс гэхэд атом цогц бүтэцтэй байх ёстой нь тодорхой болсон. Туршилтын физикч Эрнест Рутерфорд атомын бүтцийг судлахад асар их хувь нэмэр оруулсан.

Эрнест Рутерфорд

1904 онд Рутерфорд ялтсуудыг бүрдүүлсэн атомуудын бүтцийг судлахын тулд нимгэн металл ялтсуудыг (алт, цагаан алт) альфа тоосонцороор бөмбөгдөх туршилтаа эхлүүлсэн.

Альфа бөөмс нь ионжсон гелийн атом юм.

Альфа бөөмс нь их хэмжээний (альфа бөөмийн масс нь электроны массаас хэдэн мянга дахин их) эерэг цэнэгтэй бөөм юм. Альфа бөөмийн цэнэг энгийн цэнэгээс хоёр дахин их байна.

Рутерфордын тохиргоог доорх зурагт схемээр үзүүлэв.

Зузаан ханатай хар тугалганы хайрцагт (\(1\)) альфа бөөмсийн урсгалыг ялгаруулдаг цацраг идэвхт бодис (\(2\)) байдаг. Жижиг нүхээр (\(3\)) альфа хэсгүүдийн урсгалыг нимгэн алтан тугалган цаас (\(4\)) руу чиглүүлдэг (\(0.1\) мкм зузаантай). Тугалган цаасны ард цайрын сульфид (\(5\)) бүрсэн дэлгэц байдаг. Альфа бөөмс мөргөлдөх үед дэлгэцэн дээр гялалзах нь ажиглагддаг.

Томпсоны атомын бүтцийн загварт зааснаар альфа бөөмс нь том, нягт атомуудтай мөргөлдөж, өөр өөр өнцгөөр бие биенээсээ нисэх ёстой. Гэвч туршлагаас харахад ихэнх альфа тоосонцор металл хавтангаар (\(6\)) саадгүй нисдэг. Бүх альфа бөөмсийн зөвхөн багахан хэсэг нь хөдөлгөөний чиглэлийг өөрчилдөг бөгөөд жижиг өнцгөөр хазайдаг (\(7\)). Мөн зарим тоосонцор тугалган цааснаас эсрэг чиглэлд нисдэг (\(8\)).

Туршилтын үр дүн гайхалтай байсан. Зөвхөн \(1911\) онд Рутерфорд туршилтын үр дүнг тайлбарлаж, атомын бүтцийн шинэ загварыг санал болгов.

Атомын бүтцийн цөмийн загвар

Ихэнх альфа тоосонцор тугалган цаасаар чөлөөтэй дамждаг тул альфа бөөмийн урсгал дамждаг бараг бүх орон зай нь хоосон орон зай байсан гэсэн үг юм. Тэгвэл атомын бүх масс хаана "нуугдсан" вэ? Рутерфорд атомын бараг бүх масс маш бага эзэлхүүнтэй буюу атомын цөмд төвлөрдөг гэж үзсэн. Цөм нь эерэг цэнэгтэй байх ёстой нь тодорхой байсан. Альфа бөөмс ийм цөмд хангалттай ойрхон нисэх үед Кулоны түлхэлтийн хүчний улмаас бөөмийн хөдөлгөөний анхны чиглэлээс хазайлт үүсдэг. Мөн цөмтэй мөргөлдөх үед бөөмс эсрэг чиглэлд буцаж ирдэг. Рутерфордын тооцоогоор атомын цөмийн хэмжээ атомаас ойролцоогоор \(3000\) дахин бага байх ёстой байв. Атомын орон зайн үлдсэн хэсгийг электронууд эзлэх ёстой.

Атомын бүтцийн гаригийн загвар

Тэгэхээр “атомын бүтцийн идээний загвар” буруу болох нь тодорхой болов. Туршилтын өгөгдөл дээр үндэслэн үүнийг санал болгосон шинэ загвар"Гариг" гэж нэрлэгддэг атомын бүтэц атомын бүтцийн загвар».

Анхаар!

Резерфордын загвараар атом нь маш жижиг эерэг цэнэгтэй цөм, хэмжээ нь атомаасаа хэдэн мянга дахин жижиг цөм ба цөмийн эргэн тойронд дугуй тойрог замд эргэдэг электронуудаас бүрддэг.

Энэ загвар нь барилгын загвартай маш төстэй байв нарны систем, гаригууд асар том нарыг тойрон тойрог тойрог замд эргэдэг.

Тиймээс гаригийн загвар дээр үндэслэн альфа бөөмсийг тараах туршилтын үр дүнг тайлбарлах боломжтой болсон. Гэсэн хэдий ч атомын тогтвортой байдлыг тайлбарлах боломжгүй байв. Атом дахь электроны хөдөлгөөн нь хурдатгалтай явагддаг. Сонгодог электродинамикийн дагуу энэ хөдөлгөөн нь цахилгаан соронзон долгионы ялгаралт дагалдаж байх ёстой бөгөөд үүний үр дүнд атом дахь электроны энерги тасралтгүй буурах болно. Электрон спираль хэлбэрээр цөмд ойртож эхлэх бөгөөд тун удахгүй түүн дээр унах болно. Гэсэн хэдий ч атомууд тогтвортой байдаг. Тиймээс гаригийн загвар нь сонгодог физикийн хуулиудтай зөрчилдөж байв.

Буцаад орлоо эртний цаг үеОрчлон ертөнц нь жижиг хуваагдашгүй бөөмс - атомуудаас бүрддэг гэсэн санаа гарч ирэв. Материйн бүтцийн тухай энэ санаа өнөөг хүртэл хадгалагдан үлджээ XIX сүүл 20-р зууны эхэн үед атом бүр электрон агуулдаг болохыг баттай тогтоосон зуун. Электроныг нээхэд тэргүүлэх ач холбогдол нь Английн физикч Ж.Томсонд хамаатай. Үүний зэрэгцээ атом нь цахилгаан саармаг гэдгийг тухайн үед мэддэг байсан. Иймээс электронуудын сөрөг цэнэгийг атомын цэнэгт багтсан үл мэдэгдэх бөөмсийн эерэг цэнэгээр нөхөх ёстой.

19-р зууны 90-ээд онд Ж.Томсоны атомын загвар нь нэг төрлийн эерэг бөмбөрцөг хэлбэртэй, сөрөг цэнэгтэй электронууд нь талханд хийсэн үзэм шиг тархсан байдаг. Ж.Томсоны атомын загвар нь аяга бялуу шиг. Гэсэн хэдий ч удалгүй "аяга" загварыг зохиогч атом дахь электронуудын статик бус байрлалыг санал болгов.

Хамгийн бодитой нь Английн физикч 1911 онд дэвшүүлсэн Э.Рутерфордын атомын цөмийн буюу гаригийн загвар байсан юм. Гаригийн загвар нь альфа бөөмсийг тараах талаар Э.Рутерфорд болон түүний хамтрагчдын хийсэн туршилтын үр дүн юм. Туршилтууд нь дараахь зүйлсээс бүрдсэн. Эерэг цэнэгтэй α бөөмсийн цацраг нь нимгэн тугалган цаас хэлбэртэй алтан хуудас руу чиглэнэ. Тугалган цаасны ард альфа тоосонцор хүрэх цэг дээр гэрэл ялгаруулдаг бодис болох сцинтиллятороор хучигдсан дэлгэц байв. Ж.Томсоны загварт үндэслэн электронууд α бөөмсөөс хамаагүй хөнгөн тул α бөөмсүүд том өнцгөөр хазайхгүй байх болно. Үнэндээ туршилтууд нь ихэнх альфа тоосонцор тугалган цаасаар чөлөөтэй дамждагийг харуулсан бөгөөд энэ нь үндсэндээ хоосон орон зай юм. Гэсэн хэдий ч зарим α бөөмс нь жижиг өнцгөөр хазайсан байсан бөгөөд энэ нь атомын эерэг цэнэгтэй харилцан үйлчлэлийн үр дагавар гэж таамаглаж магадгүй юм. Гэвч санаанд оромгүй бөгөөд гайхалтай нь цөөн тооны α бөөмсүүд том өнцгөөр тархаж, 180 ° хүрч байсан явдал байв. Энэ нь эерэг цэнэгтэй α бөөмс нь орон зайн жижиг мужид төвлөрсөн их хэмжээний эерэг цэнэгийн түлхэлтийг мэдэрсэн тохиолдолд л тохиолдож болно.

Э.Рутерфордын загвараар атом нь атомын массын 99,94% нь төвлөрсөн, эерэг цэнэгтэй асар том цөмөөс бүрддэг. Эерэг цэнэгийн хэмжээг ze бүтээгдэхүүнээр үнэлдэг ба z нь атомын дугаар юм химийн элементД.Менделеевийн хүснэгтэд; e - энгийн цэнэг. ~10-10 м z гадна диаметртэй бөмбөрцөг доторх цөмийн эргэн тойронд электронууд хаалттай эллипс тойрог замд эргэлдэж, үүснэ. электрон бүрхүүлатом. Электронууд атомд тайван байж чадахгүй, учир нь энэ тохиолдолд тэд Кулоны таталцлын нөлөөн дор цөмд унах болно. Э.Рутерфордын тооцоолсноор цөмийн хэмжээ нь 10 -15 -10 -14 м-ийн дараалалтай байх ёстой бөгөөд цөмийн болон атомын хэмжээг харьцуулж үзэхэд электронууд нь үүсгүүрээс байрлах ёстой гэсэн дүгнэлтэд хүрч байна. цөм нь цөмийн хэмжээнээс (10-100) 103 хол зайд. Эндээс хоёр дахь дүгнэлт: атомын ихэнх хэсэг нь хоосон орон зай юм.

Э.Рутерфордын загварын сул тал нь атомын онцгой тогтвортой байдлын баримтыг тайлбарлах боломжгүй байдаг: нэгдүгээрт, бусад атомуудтай мөргөлдөх үед; хоёрдугаарт, сонгодог физикийн хуулиудын дагуу электронуудын цөмийг тойрон эргэх нь тогтвортой байж чадахгүй, учир нь энэ нь цэнэглэгдсэн бөөмсийн хурдасгасан хөдөлгөөнтэй адил цахилгаан соронзон цацраг дагалдаж байх ёстой. Мөн сонгодог физикийн хуулиудын дагуу тойрог хэлбэрээр хөдөлж буй электронууд байдаг төв рүү чиглэсэн хурдатгал. r радиустай тойрог замд электроныг барьж буй төв рүү татах хүч нь электроныг цөмд татах Кулоны хүч юм.

Энд ε o = 8.85 10 -12 F / м - цахилгаан тогтмол; m e - электрон масс, кг; v нь тойрог зам дахь электроны хурд, м/с. Үүсгэхийн тулд цахилгаан соронзон оронэрчим хүч зарцуулагддаг. Электроны энерги аажмаар буурч, үүнтэй зэрэгцэн электроны цөмийн эргэн тойронд эргэх хурд багасна. Электрон эцэст нь цөмд унах ёстой. Гэсэн хэдий ч атомууд нь нэлээд тогтвортой тогтоц бөгөөд хэдэн тэрбум жилийн турш оршин тогтнож чаддаг. Гуравдугаарт, Э.Рутерфордын загвараар атомын цацрагийн спектр тасралтгүй байх ёстой. Туршилтаар тодорхой атомын ялгарлын спектр нь салангид байдгийг харуулсан.