Атомная структура

2.2 Электрон
Представление о содержащихся в веществах электрических частицах было высказано в качестве гипотезы английским ученым Г. Джонстоном Стонеем.¹ Стоней знал, что вещества можно разложить электрическим током, – например, воду можно разложить таким способом на водород и кислород. Ему было известно также о работах Майкла Фарадея, установившего, что для получения некоторого количества элемента из того или иного его соединения требуется определенное количество электричества. Обдумывая эти явления, Стоней в 1874г. пришел к выводу о том, что они указывают на существование электричества в виде дискретных единичных зарядов, причем эти единичные заряды связаны с атомами. В 1891г. Стоней предложил название электрон для постулированной им единицы электричества. Экспериментально электрон был открыт в 1897г Дж. Дж. Томсоном (1856-1940) в Кембриджском университете.
Эксперимент Резерфорда. Формула Резерфорда

1-рис

В результате многих экспериментов и теоретических исследований была создана теория строения атома. Опыты, проведенные английским ученым Резерфордом, сыграли важную роль в создании этой теории.
Наблюдение за отклонением катодных лучей в¹ электрическом и магнитном полях позволило вычислить скорость движения электронов в этом поле и определить отношение их заряда к массе (e/m). Заряд электрона был рассчитан на основе законов электролиза, а затем непосредственно измерен. Зная заряд электрона и отношение его заряда к массе, можно было вычислить массу электрона. Масса электрона в 1836 раз меньше массы атома водорода. Поскольку масса электронов в несколько тысяч раз меньше массы атомов, основная масса атома соответствует его положительно заряженной части.
Для изучения распределения положительного заряда и, следовательно, массы внутри атома Резерфорд и его ученики изучали изменение направления полета (рассеяние) α-частиц при прохождении через тонкие металлические пластины - фольги. α-частицы — это положительно заряженные частицы, высвобождаемые некоторыми веществами с очень большой скоростью при радиоактивном распаде (распаде), и по своей природе они состоят из ионов гелия. Массы этих частиц примерно в 8000 раз больше массы электрона, а их положительный заряд вдвое больше заряда электрона по абсолютной величине. Скорость α-частиц, вылетающих из радиоактивного вещества, составляет около 104 км/с.
Эксперимент Резерфорда проводился следующим образом (рис. 1). В специально изготовленную свинцовую полость вводят радиоактивное вещество, которое служит источником α-частиц. Поскольку α-частицы сильно заторможены в слое свинца, они могут выбраться наружу только через тонкую щель. Созданный таким образом тонкий пучок α-частиц помещают на его пути к испытуемому веществу (например, золоту,

Тонкая фольга из меди) падает на П. При
прохождении -частиц через фольгу они отклоняются от первоначального направления движения, т. е.-частицы в фольге.разбросанный. В микроскоп М наблюдают рассеянные - частицы, попадающие на экран Д, покрытый сульфидом цинка, и вызывающие вспышки (сцинтилляции). Воздух засасывается изнутри устройства. ¹В отсутствие фольги на экране E формируется световой тракт, состоящий из вспышек, образованных тонким пучком - частиц. Однако при размещении фольги на пути луча на большей части экрана появляются вспышки из-за рассеяния - из-за разлета частиц на большой части экрана появляются вспышки.