Номер 1, страница 283 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 74. Строение атома. Опыты Резерфорда. Глава 11. Атомная физика - номер 1, страница 283.

Условие.

1. Могут ли отрицательно заряженные частицы атома не оказывать заметного влияния на рассеяние $ \alpha $-частиц?

Решение.

Решение 2.

1. Да, могут. Отрицательно заряженными частицами в атоме являются электроны. Рассеяние α-частиц, наблюдаемое в опытах Резерфорда, — это изменение их траектории при пролете через вещество.

Ключевым фактором, определяющим влияние столкновения на траекторию, является соотношение масс взаимодействующих частиц.

Масса электрона ($m_e$) составляет приблизительно $9.11 \cdot 10^{-31}$ кг.

Масса α-частицы ($m_{\alpha}$), которая является ядром атома гелия, составляет приблизительно $6.64 \cdot 10^{-27}$ кг.

Сравним их массы: $ \frac{m_{\alpha}}{m_e} \approx \frac{6.64 \cdot 10^{-27} \text{ кг}}{9.11 \cdot 10^{-31} \text{ кг}} \approx 7300 $

Таким образом, α-частица почти в 7300 раз массивнее электрона. Из-за такой колоссальной разницы в массе взаимодействие α-частицы с электроном оказывает на траекторию α-частицы пренебрежимо малое влияние. Это можно сравнить со столкновением пушечного ядра с горошиной: траектория ядра практически не изменится.

Заметное рассеяние α-частиц, особенно на большие углы, происходит из-за их электростатического взаимодействия (отталкивания) с гораздо более массивным и концентрированным положительным зарядом — ядром атома. Именно анализ такого рассеяния позволил Резерфорду предложить планетарную модель атома.

Ответ: Да, могут. Влияние отрицательно заряженных частиц атома (электронов) на рассеяние α-частиц пренебрежимо мало из-за того, что масса α-частицы примерно в 7300 раз больше массы электрона. Заметное рассеяние вызывает взаимодействие с массивным положительно заряженным ядром.