ности. Он открыл йтри вида лучей, испускаемых радиоактивными веществами; предложил (вместе с Содди) теорию радиоактивного распада; доказал образование гелия при многих радиоактивных процессах, открыл ядро атома и разработал ядерную модель атома, чем заложил основы современного учения о строении атома. Б 1919 г. впервые осуществил искусственное превращение некоторых стабильных элементов, бомбардируя их сс-частицами. В 1908 г. награжден Нобелевской премией. Был избран почетным членом Академии наук СССР.

21. Ядерная модель атома. Изучение радиоактивности подтвердило сложность состава атомов. Встал вопрос о строении атома, о его внутренней структуре.

Согласно модели, предложенной в 1903 г. Дж. Дж. Томсоном, атом состоит из положительного заряда, равномерно распределенного по всему объему атома, и электронов, колеблющихся внутри этого заряда. Для проверки гипотезы Томсона и более точного определения внутреннего строения атома Э. Резерфорд провел серию опытов по рассеянию ос-частиц тонкими металлическими пластинками. Схема такого опыта изображена на рис. 2. Источник сс-излучения И помещали в свинцовый кубик К с просверленным в нем каналом, так что удавалось получить поток ос-частиц, летящих в определенном направлении. Попадая на экран Э, покрытый сульфидом цинка, а-частицы вызывали его свечение, причем

Рис. 2. Схема опыта по рассеянию а-частиц.

в лупу Л можно было увидеть и подсчитать отдельные вспышки, возникающие на экране при попадании на него каждой а-частицы. Между источни-

ком излучения и экраном помещали тонкую металлическую фольгу М. По вспышкам на экране можно было судить о рассеянии а-частиц, т. е. об их отклонении от первоначального направления при прохождении через слой ме^ талла.

Оказалось, что большинство ct-частиц проходит через фольгу* не изменяя своего направления, хотя толщина металлического листочка соответствовала сотням тысяч атомных диаметров. Но некоторая доля а-частиц все же отклонялась на небольшие углы, а изредка а-частицы резко изменяли направление своего движения и даже отбрасывались л^азад, как бы натолкнувшись на массивное препятствие. Случаи такого резкого отклонения а-частиц можно было наблюдать, перемещая экран с лупой по дуге Д.

Из результатов этих опытов следовало, что подавляющая часть пространства, занимаемого атомом металла, не содержит тяжелых частиц — там могут находиться .только электроны. Ведь масса электрона почти в 7500 раз меньше массы а-частицы, так что столкновение с электроном практически не может повлиять на направление движения а-частицы. Случаи же резкого отклонения и даже отбрасывания а-частиц означают, что в атоме есть какое-то тяжелое ядро, в котором сосредоточена преобладающая часть всей массы атома. Это ядро занимает очень маленький объем — именно поэтому а-частицы так редко с ним сталкиваются — и должно обладать положительным зарядом, который и вызывает отталкивание одноименно заряженных а-частиц.

Исходя из этих соображений, Резерфорд в 1911 г. предложил следующую схему строения атома, получившую название ядерной модели атома. Атом состоит из положительно заряженного ядра, в котором сосредоточена преобладающая часть массы атома, и вращающихся вокруг него электронов. Положительный заряд ядра нейтрализуется суммарным отрицательным зарядом электронов, так что атом в целом электронейтрален. Возникающая вследствие вращения электронов центробежная сила уравновешивается силой электростатического притяжения электронов к противоположно заряженному ядру. Размеры ядра очень малы по сравнению с размерами атома в целом: диаметр атома — величина порядка Ю-8 см, а диаметр ядра —порядка Ю-13—Ю-12 см.

Чем больше заряд атомного ядра, тем сильнее будет отталкиваться от него а-частица, тем чаще будут встречаться случаи сильных отклонений а-частиц, проходящих через слой металла, от первоначального направления движения. Поэтому опыты по рассеянию ос-частиц дают возможность не только обнаружить существование атомного ядра, но и определить его заряд. Уже из опытов Резерфорда следовало, что заряд ядра (выраженный в единицах заряда электрона) численно равен порядковому номеру элемента в периодической системе. Это было подтверждено Г. Мозли, установившим в 1913 г. простую связь между длинами волн определенных линий рентгеновского спектра элемента и его порядковым номером» и Д. Чедвиком, с большой точностью определившим в 1920 г. заряды атомных ядер ряда элементов по рассеянию ос-частиц.

Был установлен физический смысл порядкового номера элемента в периодической системе: порядковый номер оказался важнейшей константой элемента, выражающей полооюительный заряд ядра его атома. Из электронейтральности атома следует, что и число вращающихся вокруг ядра электронов равно порядковому номеру элемента.

Это открытие дало новое обоснование расположению элементов в периодической системе. Вместе с тем оно устраняло и кажущееся противоречие в системе Менделеева — положение некоторых элементов с большей атомной массой впереди элементов с меньшей атомной массой (теллур и иод, а