ГДЗ по физике, 9 класс, Перышкин, номер 56.6: Радиоактивность. Модели атомов

План решения:

• Вспомним ожидаемый результат эксперимента по модели Томсона («пудинг с изюмом»), где положительный заряд распределён равномерно.
• Проанализируем наблюдаемый эффект: большинство частиц пролетело насквозь, но некоторые отклонились на большие углы или вернулись назад.
• Сформулируем вывод Резерфорда о структуре атома, объясняющий этот эффект.

Вычисление и логический анализ:

Если бы атом представлял собой однородную положительно заряженную сферу (как в модели Томсона), то электрические поля внутри неё были бы слабыми и не могли бы сильно отклонить тяжёлую и быструю α-частицу. Рассеяние на большие углы (>90^°) возможно только при столкновении с очень плотным объектом, несущим большой положительный заряд.

Резерфорд рассуждал так: чтобы α-частица (которая сама имеет положительный заряд +2e и значительную массу) резко изменила направление движения, она должна была испытать мощное электростатическое отталкивание от центра с ещё большим положительным зарядом. При этом тот факт, что таких случаев было мало, означает, что этот центр занимает ничтожно малый объём по сравнению с размером всего атома.

Проверка и итоговый вывод:

Этот эксперимент опроверг модель Томсона и привёл к созданию планетарной модели атома. Вывод состоит в том, что весь положительный заряд и почти вся масса атома сосредоточены в крошечном центральном ядре, вокруг которого движутся электроны. Именно сильное кулоновское отталкивание от этого компактного ядра вызывает рассеяние α-частиц на большие углы.