Физика неоднородности

Зададимся вопросом, почему же γ-лучи, в отличии от α- и β-лучей, не отклоняются от направления в магнитном поле, и не несут электрического заряда, и почему α- и β-лучи отклоняются в разных направлениях. γ-лучи обладают большим значением энергии, имеют более короткую длину волны, в то время как α- и β-лучи обладают большей длиной волны, меньшей энергией и меньшей проникающей способностью.

Чем сильнее заряд ядра атома, тем сильнее отталкивается от него α-частица, тем чаще случаи отклонения движения α-частицы при столкновении с металлом от первоначального направления движения. α-частица имеет положительный заряд, именно этим объясняется ее отталкивание от положительно заряженного ядра атома.

Считается, что развитая Резерфордом ядерная модель атома, основные черты которой – наличие в атоме положительно заряженного тяжелого ядра, окруженного электронами, – выдержала испытание временем. Однако модель Резерфорда противоречила следующим фактам [8]:

1) теория Резерфорда не могла объяснить устойчивости атома. Электрон, вращающийся вокруг положительно заряженного ядра, должен подобно колеблющемуся электрическому заряду, испускать электромагнитную энергию в виде световых волн. Но, излучая свет, электрон теряет часть своей энергии, что приводит к нарушению равновесия между центробежной силой, связанной с вращением электрона, и силой электростатического притяжения электрона к ядру. Для восстановления равновесия электрон должен переместиться ближе к ядру. Таким образом, электрон, непрерывно излучая электромагнитную энергию и двигаясь по спирали, будет приближаться к ядру. Исчерпав всю энергию, он должен «упасть» на ядро, – и атом прекратит свое существование. Этот вывод противоречит реальным свойствам атомов, которые представляют собой устойчивые образования и могут существовать, не разрушаясь, чрезвычайно долго;

2) модель Резерфорда приводила к неправильным выводам о характере атомных спектров. Напомним, что при пропускании через стеклянную или кварцевую призму света, испускаемого раскаленным твердым или жидким телом, на экране, поставленном за призмой, наблюдается так называемый сплошной спектр, видимая часть которого представляет собой цветную полосу, содержащую все цвета радуги. Это явление объясняется тем, что излучение раскаленного твердого или жидкого тела состоит из электромагнитных волн всевозможных частот. Волны различной частоты неодинаково преломляются призмой и попадают на разные места экрана.

Таким образом, теория Резерфорда не могла объяснить ни существования устойчивых атомов, ни наличия у них линейчатых спектров.