Существование атомного ядраДо 1911 г. ученые не подозревали о существовании атомного ядра. В 1911 г. английский ученый Э. Резерфорд обнаружил, что альфа-частицы, испускаемые радием, проходя через пластинку какого-либо вещества, изредка отклоняются от своего пути на очень большой угол, как будто наталкиваются на электрическое поле, сосредоточенное в очень маленьком объеме с очень большой массой. Подсчитав число отклонений по отношению к общему числу альфа-частиц, Резерфорд оценил объем атомного ядра, оказавшийся, как уже говорилось, исключительно малым по отношению к объему всего атома.

Естественно, возник вопрос, из чего состоит ядро. Вначале думали, что оно состоит из протонов, определяющих его массу, и электронов, компенсирующих часть электрического заряда. Считали, например, что ядро гелия состоит из четырех протонов и двух электронов, компенсирующих заряды двух протонов. Но эта точка зрения не выдержала сопоставления с опытом. Прежде всего размер ядра настолько мал, что электроны не могут уместиться в нем.

Вообразим заряд электрона сосредоточенным в какой-то точке. Подведем к нему другой такой же точечный заряд. При подводе заряда для преодоления электростатических сил отталкивания необходимо совершить работу. Чем ближе сдвинуты заряды, тем больше работа, тем выше потенциальная энергия зарядов. Расстояние, на котором потенциальная энергия становится равной собственной энергии электрона, определяемой по формуле Эйнштейна Е—~т0с2, называют классическим радиусом электрона. Он равен 2,8 Ферма, радиус же протона равен 1,3 Ферма. Если бы ядра атомов состояли из протонов и электронов, размер их был бы значительно выше размеров, определяемых на опыте.

Еще интересные статьи :