Номер 6, страница 277 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Глава 4. Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер. Параграф 56. Радиоактивность. Модели атомов. Ответь на вопросы - номер 6, страница 277.

Условие.

6. Какой вывод был сделан Резерфордом на основании того, что некоторые α-частицы при взаимодействии с фольгой рассеялись на большие углы?

Решение.

Решение 2.

В начале XX века Эрнест Резерфорд со своими сотрудниками Гансом Гейгером и Эрнестом Марсденом провел знаменитый эксперимент по рассеянию альфа-частиц (положительно заряженных ядер атомов гелия) на тонкой золотой фольге. В то время доминировала модель атома Дж. Дж. Томсона, известная как «пудинг с изюмом», согласно которой атом представлял собой шар с равномерно распределенным по всему объему положительным зарядом, в который вкраплены отрицательные электроны. При такой структуре атома ожидалось, что быстрые и тяжелые альфа-частицы будут проходить через фольгу, отклоняясь на очень незначительные углы из-за слабого и распределенного электрического поля.

Результаты эксперимента оказались неожиданными. Хотя подавляющее большинство альфа-частиц действительно проходило сквозь фольгу практически без отклонения, небольшая их часть (примерно 1 из 8000) рассеивалась на большие углы (более 90°), а некоторые частицы даже отлетали назад, в сторону источника.

Резерфорд так описал свое удивление: «Это было почти так же невероятно, как если бы вы выстрелили 15-дюймовым снарядом в лист папиросной бумаги, и он вернулся бы назад и попал в вас».

Такое сильное отклонение положительно заряженных альфа-частиц можно было объяснить только их столкновением с чем-то очень массивным и обладающим мощным концентрированным положительным зарядом. Кулоновское отталкивание было бы слишком слабым, чтобы вызвать такой эффект, если бы масса и заряд были «размазаны» по всему атому.

На основании этих наблюдений Резерфорд сделал революционный вывод: в центре атома должно находиться очень маленькое, но массивное положительно заряженное ядро, в котором сконцентрирована почти вся масса и весь положительный заряд атома. Остальная часть атома — это в основном пустое пространство, в котором движутся электроны.

Ответ: На основании того, что некоторые α-частицы рассеивались на большие углы, Резерфорд сделал вывод, что почти вся масса и весь положительный заряд атома сконцентрированы в очень малом объеме в его центре, который он назвал атомным ядром.

7. Согласно ядерной (или планетарной) модели атома, предложенной Резерфордом в 1911 году, атом устроен подобно Солнечной системе. Основные положения этой модели следующие:

1. В центре атома расположено положительно заряженное ядро.
2. В ядре сосредоточена практически вся масса атома (более 99.9%).
3. Размер ядра чрезвычайно мал по сравнению с полным размером атома. Диаметр атома примерно в $10^4 - 10^5$ раз больше диаметра ядра.
4. Вокруг ядра по замкнутым орбитам вращаются отрицательно заряженные электроны, подобно тому как планеты вращаются вокруг Солнца.
5. Атом в целом электрически нейтрален: суммарный отрицательный заряд всех электронов по модулю равен положительному заряду ядра.
6. Большая часть объема атома представляет собой пустое пространство.

Движение электронов по орбитам обеспечивается силами кулоновского притяжения между ними и положительно заряженным ядром. Эта модель успешно объяснила результаты опытов по рассеянию альфа-частиц и стала основой для дальнейшего развития представлений о строении атома.

Ответ: Согласно ядерной модели, атом состоит из положительно заряженного, массивного и очень маленького ядра, расположенного в центре, и вращающихся вокруг него по орбитам отрицательно заряженных электронов. Атом в целом электрически нейтрален, и большая часть его объема — это пустое пространство.