Как невидимое ядро меняло траекторию
Альфа-частица — это положительно заряженное ядро атома гелия. В опыте её направляли на тонкий лист золота, а рассеянные частицы обнаруживали по вспышкам на экране. Экран позволял заметить не только отклонения в стороны, но и редкие случаи, когда частица возвращалась почти к источнику.
Причина такого поворота — электрическое отталкивание. Альфа-частица и ядро золота заряжены положительно. Чем ближе частица подлетает к ядру, тем сильнее отталкивается; при почти лобовом сближении её путь может резко развернуться. Большинство частиц проходило далеко от ядра и потому меняло направление лишь немного.
Почему результат изменил модель атома
Если бы положительный заряд был распределён по всему объёму атома, он действовал бы на пролетающую частицу мягко и на большом расстоянии. Сильный разворот требовал другого объяснения: почти весь положительный заряд и большая часть массы должны быть сосредоточены в очень малой области. Так возникла ядерная модель атома.
В современной картине ядро состоит из протонов и нейтронов, а вокруг него находится электронное облако. Ядро несравнимо меньше самого атома, поэтому пролетающая частица обычно оказывается далеко от него. Это не значит, что атом — пустая коробка: электроны занимают пространство и определяют химические свойства, но масса и положительный заряд собраны в центре.
Опыт не показывал ядро напрямую — его существование вывели по тому, как оно меняло движение частиц. И именно редкие вспышки на экране оказались важнее многочисленных частиц, прошедших почти прямо.
