Номер 5, страница 61, часть 3 - гдз по физике 9 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 3. Глава 9. Физика атома и атомного ядра. Параграф 52. Строение атома - номер 5, страница 61.

Условие.

5. Изобразите на рисунке схему опыта Резерфорда, на основании которого им была предложена планетарная модель атома. Подпишите основные узлы экспериментальной установки.

Решение.

Опыт Резерфорда по рассеянию альфа-частиц, проведённый в 1909-1911 годах его учениками Гансом Гейгером и Эрнестом Марсденом, является одним из ключевых экспериментов в истории физики. Его результаты привели к отказу от модели атома Томсона и созданию планетарной модели атома.

На рисунке ниже представлена схема экспериментальной установки:

Основные узлы экспериментальной установки:

1. Источник $ \alpha $-частиц: Радиоактивное вещество (например, радий), заключённое в толстостенный свинцовый контейнер с узким каналом (коллиматором) для получения направленного пучка частиц.

2. Золотая фольга: Тончайшая (около 0,4 мкм) золотая фольга, используемая в качестве мишени для бомбардировки $ \alpha $-частицами.

3. Флуоресцентный экран: Подвижный экран, покрытый слоем сульфида цинка (ZnS), который даёт вспышку света (сцинтилляцию) при попадании на него $ \alpha $-частицы.

4. Микроскоп: Прибор для наблюдения и подсчёта числа вспышек на экране под различными углами.

5. Вакуумная камера: Установка помещалась в герметичную камеру, из которой откачивался воздух, чтобы $ \alpha $-частицы не рассеивались на его молекулах.

Результаты эксперимента и выводы:

Подавляющее большинство $ \alpha $-частиц (около 99.99%) проходило через фольгу практически без отклонения. Это означало, что атом в основном состоит из пустого пространства.

Незначительная часть частиц отклонялась на значительные углы, а некоторые (примерно 1 из 8000) отбрасывались назад, в сторону источника. Такое сильное отклонение положительно заряженных $ \alpha $-частиц могло быть вызвано только их взаимодействием с очень массивным, компактным и положительно заряженным объектом внутри атома.

На основе этих данных Резерфорд предложил планетарную модель атома: в центре атома находится положительно заряженное ядро, в котором сконцентрирована почти вся его масса, а вокруг ядра по орбитам движутся электроны.

Ответ: Схема опыта Резерфорда, приведшего к созданию планетарной модели атома, изображена на рисунке. Ключевые элементы установки: источник альфа-частиц в свинцовом контейнере, тонкая золотая фольга в качестве мишени и подвижный флуоресцентный экран с микроскопом для регистрации рассеянных частиц. Результаты, показавшие, что большинство частиц проходит насквозь, а малая часть рассеивается на большие углы, позволили сделать вывод о наличии в атоме малого, плотного и положительно заряженного ядра.