ГЛАВА 36. АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА

Модель Томсона объясняла возможность излучения, рассеяния и поглощения света атомом. При смещении электронов из положения равновесия возникает «упругая» сила, стремящаяся восстановить равновесие. В результате электрон может совершать колебания, а при колебании заряженных частиц излучается световая волна. Аналогично в модели Томсона можно объяснить и поглощение, и рассеяние света атомами.

Однако модель атома Томсона не смогла объяснить совершенно неожиданный результат опытов Э. Резерфорда и его сотрудников Х. Гейгера и Э. Марсдена по рассеянию α-частиц атомами (опыт Резерфорда). В этом опыте быстрые α-частицы были использованы для прямого зондирования атомов. Проходя через вещество, α-частицы сталкиваются с атомами. При каждом столкновении α-частица, пролетая через электрическое поле атома, изменяет направление движения — испытывает рассеяние. В подавляющем большинстве актов рассеяния отклонения α-частиц были очень малы. Поэтому при прохождении пучка α-частиц через тонкий слой вещества происходило лишь небольшое размытие пучка. Однако очень малая доля α-частиц отклонялась на углы более 90°. Этот результат нельзя было объяснить на основе модели Томсона, так как электрическое поле в «сплошном» атоме недостаточно сильно, чтобы отклонить быструю и массивную α-частицу на большой угол.

И здесь проявилась исключительная научная интуиция и смелость Резерфорда. Он решительно отказывается от модели Томсона и выдвигает принципиально новую модель, напоминающую по строению Солнечную систему и получившую поэтому название планетарной (1911 г.). Согласно этой модели в центре атома находится положительно заряженное ядро, размеры которого (10⁻¹² см) очень малы по сравнению с размерами атома (10⁻⁸ см), а масса почти равна массе атома. Вокруг ядра движутся электроны, подобно планетам, движущимся вокруг Солнца; число электронов в незаряженном (нейтральном) атоме таково, что их суммарный отрицательный заряд равен по абсолютной величине положительному заряду ядра. Электрическое поле вблизи ядра из-за его малых размеров очень велико, поэтому, пролетая вблизи ядра,  α-частицы испытывают сильное отклонение.