Открытие атомного ядра. Открытие субатомных частиц. Альфа-частицы, страница 4

Небезынтересно также вспомнить, что несколько позже, в том же самом году, Дж. У. Никольсон, который в значительной степени предвосхитил теорию спектров Бора, предложил модель атома с радиусом центрального положительного заряда во столько раз меньшим радиуса отдельного электрона, во сколько последний легче атома. Тогда масса атома должна была найти объяснение в рамках электромагнитной теории массы. Но большую часть экспериментальных доказательств он извлекал из спектров элементов, которые, как тогда предполагалось, существуют на звездах и не известны на Земле; их называли короний, небулий и протофтор. Теперь ясно, что это было неправильно, так как соответствующие спектральные линии относятся к известным элементам, многократно ионизованным в специфических условиях звезд.

Следующий, 1912 г. стал свидетелем важного открытия, получившего свое выражение в так называемом соотношении Гейгера — Неттола, которое связывает скорость испущенной a-частицы со временем жизни испускающего радиоактивного атома, так что если известна одна величина, то можно приблизительно оценить и другую. Скорость и пробег a-частицы — наименьшие для самых долгоживущих и наибольшие для самых короткоживущих a-излучателей; подобное соотношение, правда менее точное, было найдено и для b-излучателей.

Теперь мы подошли к 1913 г., когда все разрозненные данные вдруг соединились, чтобы сделать модель ядерного атома Резерфорда всемирно признанной. Резерфорд совместно с Гейгером, Марсденом и Неттолом опубликовал результаты исчерпывающих экспериментов по прохождению a-частиц через вещество, которые показывали, что наряду со слабым рассеянием всего пучка a-частиц (в конечном счете, несколько угловых градусов) из-за последовательных столкновений с очень легкими внешними электронами существуют единичные акты рассеяния, которые он связывал со случайным единичным столкновением a-частицы с ядром попавшегося на ее пути атома. На рис. 44 показаны траектории a-частиц при разных углах касательного падения на центральное атомное ядро. Диаграмма взята из книги лорда Резерфорда «The Newer Alchemy» (Cambridge University Press, 1937 г.). Математическая теория прохождения a-частиц около тяжелого ядра выглядит точно так же, как теория прохождения кометы в перигее около Солнца, если не считать разницы в знаках полученных выражений, обусловленной тем, что в первом случае имеют место случаи отталкивания, а во втором — притяжения. Данные экспериментальной проверки зависимости угла рассеяния от таких параметров, как толщина пронизываемой металлической фольги, скорость a-частиц, атомная масса бомбардируемого металла, хорошо согласовывались с запланированными результатами. Эти данные совпадали с результатами экспериментов Кроузера по рассеянию (b-частиц в том, что, согласно последним, положительный заряд ядра и число электронов атома составляют примерно половину атомной массы. Однако  Ван ден Брук показал, что соответствие между этими экспериментами даже лучше, если учитывать порядковый номер элемента, под которым он стоит в обычной периодической системе и который теперь принято называть атомным номером элемента.