На рубеже XVIII-XIX веков учёные знали, что в состав атомов входят отрицательно заряженные частицы – электроны. Но так как атомы электронейтральны, они должны содержать и положительно заряженные частицы. Однако их роль и место в атомах оставались неясными.

В 1911 г английский физик Эрнест Резерфорд изучал строение атомов различных веществ, подвергая их бомбардировке положительно заряженными частицами, излучаемыми радиоактивным веществом. На пути узкого пучка a-частиц (эти частицы обладают достаточной энергией для проникновения в атом), испускаемых радиоактивным веществом, помещалась очень тонкая фольга из золота. Регистрировались a-частицы с помощью экрана из светящегося состава (сернистый цинк), расположенного вокруг мишени.

Чего можно было ожидать от попадания a-частиц в атомы золота, если бы они были однородными шариками? Если a-частицам нужно будет как-то пробираться через гущу атомов золота, то им придется претерпевать множество столкновений с ними, сотни и тысячи раз менять свое направление. И, как предполагал Резерфорд, a-частицы будут рассеиваться, т.е. вылетать из золотого листа по самым различным направлениям. На деле оказалось совсем не так. Подавляющая часть a-частиц проходила сквозь металл, почти не отклоняясь от прямолинейного пути как будто бы на их пути ничего не было, и лишь немногие отклонялись на большие углы, а иногда даже отскакивали назад.

Вспоминая через 20 лет о своих опытах, Э. Резерфорд говорил: «Это было, пожалуй, самое невероятное явление, которое когда-либо встречалось в моей жизни. Оно было почти таким же невероятным, как если бы вы обстреливали 15-дюймовыми снарядами лист тонкой бумаги, а они отскакивали бы обратно и попадали в вас. После размышлений над этим обстоятельством я убедился, что это обратное рассеяние могло быть результатом только прямого попадания. Но когда я произвел нужные расчёты, то увидел, что полученный результат по величине тоже невероятен, за исключением того единственного случая, когда большая часть массы атома сконцентрирована в ничтожно малом ядре».

Действительно, единственным правдоподобным объяснением этому явлению могло быть только то, что положительно заряженные a-частицы, летящие с огромной скоростью около 15000 км/с, встречали на своём пути ещё более сильно заряженные положительные частицы с большей массой. Многократно повторив опыты, Э. Резерфорд в 1911 году опубликовал их результаты и выводы о том, что удалось обнаружить положительно заряженную часть атома – ядро, в котором сосредоточена почти вся его масса. Причём, это ядро занимает лишь малую часть объёма всего атома (примерно одну стотысячную долю его поперечника.

Итак, благодаря опыту Резерфорда мы знаем, что атом имеет ядерное строение. Однако оставались открытыми другие вопросы: ядро атома является неделимой частицей или же состоит из ещё более мелких, а также где и как в атоме расположены электроны. Но это уже тема другой статьи.

(C) 2010. Пащенко Ирина Валентиновна (Иркутская область, г. Иркутск)