Почему в опыте Резерфорда большинство а-частиц проходит через фольгу, почти не отклоняясь от своих прямолинейных траекторий?

Физика 9 класс Атомное строение вещества опыт Резерфорда а-частицы фольга отклонение траектории физика альфа-частицы атомная модель ядерная физика взаимодействие частиц Новый

Опыт Резерфорда, проведенный в начале 20 века, стал основополагающим для понимания структуры атома. В этом опыте использовались альфа-частицы (а-частицы), которые представляют собой ядра гелия. Давайте разберемся, почему большинство из них проходит через металлическую фольгу, почти не отклоняясь от своих траекторий.

1. Структура атома:

• Атом состоит из ядра и электронов.
• Ядро, в свою очередь, содержит протоны и нейтроны, и занимает очень маленький объем по сравнению с размерами всего атома.
• Электроны находятся на значительном расстоянии от ядра, что делает атом в целом в основном пустым пространством.

2. Масса и заряд а-частиц:

• Альфа-частицы имеют положительный заряд и значительную массу по сравнению с электронами.
• Когда а-частицы движутся к фольге, они могут взаимодействовать с ядрами атомов, но вероятность такого взаимодействия невысока из-за большого расстояния между ядрами и электронами.

3. Вероятность столкновений:

• В большинстве случаев а-частицы проходят мимо атомов, не взаимодействуя с ними, поскольку атомы в фольге расположены достаточно далеко друг от друга.
• Таким образом, большинство а-частиц просто проходят через фольгу, не испытывая значительных отклонений.

4. Отклонения и редкие столкновения:

• Некоторые а-частицы все же сталкиваются с ядрами атомов, что приводит к их отклонению.
• Однако такие столкновения происходят очень редко, и именно поэтому лишь небольшая часть а-частиц отклоняется от своих траекторий.

Таким образом, большинство а-частиц проходит через фольгу, потому что атомы в фольге имеют в основном пустое пространство, а вероятность столкновения а-частиц с ядрами атомов крайне мала. Этот опыт показал, что атомы состоят из пустоты, и что ядро атома занимает очень маленький объем, что стало основой для дальнейших исследований в области атомной физики.