Естествознание. Базовый уровень. 10 класс

Исследование радиоактивности позволило убедиться в том, что ядра обладающих этим свойством химических элементов способны распадаться, выбрасывая частицы, которые по размеру значительно меньше их самих. Это показывало, что не только атом, но и его ядро делимы. Вопрос был в том, справедливо ли это для всех химических элементов или только для тех, которые обладают радиоактивными свойствами. Для того чтобы это проверить, Резерфорд стал бомбардировать не обладающий радиоактивностью азот альфа-частицами. При этом он наблюдал появление однократно ионизированных атомов водорода. На основании полученных результатов Резерфорд заявил, что

«создаётся впечатление, что атомы водорода рождаются в результате расщепления ядра азота».

Было общепризнано, что ядра всех атомов содержат протоны независимо от того, происходит ли в них спонтанный радиоактивный распад или нет. Таким образом, стало возможным приблизиться к пониманию строения атома и его ядра.

Планетарная модель Резерфорда приобрела широкую популярность. Помимо того что она удовлетворительно объясняла строение атома, её стали пропагандировать «космисты», стремившиеся единообразно объяснить все природные явления. Идея многократно эксплуатировалась писателями-фантастами и просто склонными к философии людьми, предполагавшими, что атомы являются полной аналогией планетарной системы, а на электронах, возможно, существует разумная жизнь. Напротив, наши планетарные системы являются, в свою очередь, атомами какого-то гигантского сверхвещества.

На самом деле модель Резерфорда, хотя и была признана научным сообществом, имела недостатки, порождавшие многочисленные вопросы. Если ядро атома состоит из протонов, то откуда при радиоактивном распаде возникает бета-излучение, представляющее собой, как известно, поток электронов? Почему заряд атомного ядра равен сумме зарядов составляющих его протонов, а его масса вдвое превышает сумму масс этих протонов? Модель Резерфорда противоречила законам электродинамики, согласно которым электрон при вращательном движении должен излучать электромагнитные волны, а следовательно, терять энергию. Расчёты показывали, что по этой причине электрон через самое короткое время должен упасть на ядро. Усовершенствовать модель, разрешив имеющиеся противоречия, удалось Нильсу Бору. Но для этого пришлось создать новую науку, которую назвали квантовой физикой или квантовой механикой.

Проверьте свои знания

1. Кто и в каких экспериментах открыл явление радиоактивности?

2. Что представляют собой альфа-, бета– и гамма-лучи? Каким образом можно их разделить?

3. Как называется модель атома, предложенная Э. Резерфордом? Почему она так называется?

4. Каково примерное соотношение между размером атома и размером его ядра?

5. Какие явления не могли быть объяснены с помощью модели атома Резерфорда?

Задания

1. 

Подберите эпиграф к данному параграфу.

2. Схематично изобразите планетарную модель Резерфорда.

§ 40 Что такое свет

Корпускулярная теория света.

Раньше мы уже говорили о том, что по современным представлениям свет – это электромагнитное излучение. Основные закономерности, связанные с отражением и преломлением света, в общих чертах известные ещё в Античности, были исследованы и уточнены в XVII в. Кеплером, Гюйгенсом, Декартом и другими учёными. В середине 60-х гг. XVII в. природой света, иначе говоря оптикой, заинтересовался Исаак Ньютон. Он утверждал в соответствии с атомистическими настроениями своего времени, что свет представляет собой поток мельчайших частиц, которые, двигаясь по прямой линии, образуют лучи – тончайшие составляющие светового излучения. Такое объяснение природы света получило название корпускулярной теории от принятого тогда названия мельчайшей частицы – корпускула. Отражение и преломление света Ньютон считал результатом «пористости» вещества, о чём говорилось в предыдущем параграфе. Продвигаясь внутри вещества, корпускулы света сталкиваются с частицами вещества и либо меняют направление движения, что объясняет преломление света, либо отскакивают назад, в результате чего происходит его отражение.

Волновая теория света.