Tutkijat eivät heti tulleet oikeaan ymmärrykseenatomin rakenne. Aatomin ensimmäinen malli esitti englantilainen fyysikko JJ Thomson, joka löysi elektronin. Mutta hänen mallinsa oli ristiriidassa E. Rutherfordin kokeiden kanssa positiivisen varauksen jakautumisesta mikropartikkelissa. Näillä Rutherfordin kokeilla oli merkittävä rooli atomin toiminnan ymmärtämisessä.
Было уже известно, что масса электрона в тысячи kertaa pienempi kuin itse partikkelin massa. Rutherford otti olettamuksen: koska atomi kokonaisuutena on neutraali, sen päämassan pitäisi pudota positiivisesti varautuneeseen osaan. Tämän hypoteesin vahvistamiseksi Rutherfordin kokeita vähennettiin seuraaviin.
Hän ehdotti alfa-hiukkasten käyttämistä koettimeenatomi. Elektronin massa on noin 8 000 kertaa pienempi kuin a-hiukkasten massa, ja niiden nopeus on hyvin korkea - se voi saavuttaa kaksikymmentätuhatta kilometriä sekunnissa. Nämä olivat Rutherfordin alfa-hiukkasten sirontakokeet.
Näiden räjäyttämien raskaiden elementtien atomithiukkasia. Pienen massan vuoksi elektronit eivät voineet muuttaa a-hiukkasten liikerataa. Tämä voisi tehdä vain osan atomista, positiivisesti varautuneesta. Näin ollen alfa-hiukkasten sironnan luonteen perusteella on mahdollista tunnistaa massan jakauma aineen mikropartikkelissa ja positiivinen varaus.
Опыты Резерфорда имели следующую схему.Kaikki radioaktiiviset aineet sijoitettiin lyijyn sisälle. Tässä sylinterissä porattiin pituussuunnassa kapea kanava. A-hiukkasten virtaus tästä kanavasta putosi ohuelle kalvolle tutkittavasta materiaalista (kupari, kulta jne.). Sitten alfa-hiukkaset putosivat läpikuultavaan seulaan, joka oli päällystetty sinkkisulfidilla. Jokainen hiukkanen, joka törmäsi näytön kanssa, antoi salaman valon (tuikea), se oli nähtävissä mikroskoopilla.
Дальнейшие опыты Резерфорда показали, что малое alfa-hiukkasten määrä (noin yksi tuhatta) poikkesi yli 90 asteen kulmassa. Tämä tosiasia hämmentää Rutherfordia. Hän sanoi, että se oli aivan yhtä uskomatonta kuin ampua ohut paperi, jossa oli ammus, ja hän palaisi takaisin ja lyö sinut. Itse asiassa on mahdotonta ennustaa tällaista tulosta Thomson-mallin perusteella, ja Rutherford ehdotti, että a-hiukkanen voidaan heittää takaisin vain silloin, kun atomin päämassa on hyvin pienessä tilavuudessa. Joten Rutherfordin kokeilut auttoivat häntä pääsemään ydinmalliin. Tämä on pienikokoinen runko, jossa lähes koko positiivinen varaus ja koko mikropartikkelin massa on konsentroitu.
Atomimalli seuraa suoraankokemuksia Rutherfordista. Atomin rakenne Rutherfordin käsitteen mukaisesti on seuraava. Positiivisesti varautunut ydin on keskellä. Koska atomi on neutraali, elektronien määrä on yhtä suuri kuin Mendeleevin jaksollisessa järjestelmässä olevan elementin numero. He liikkuvat ympyrässä ytimen yläpuolella, koska planeetat pyörivät auringon ympäri kiertoradallaan. Elektronien liike johtuu Coulombin voimista. Vetyatomi sisältää vain yhden elektronin, joka kiertää sen ydintä. Sen atomiytimellä on positiivinen varaus ja massa, noin 1836 kertaa elektronin massa.
Tällaisella atomimallilla oli kokeellinen perustelu, mutta tämän mallin perusteella on mahdotonta selittää sen olemassaolon vakautta.
Elektronien, jotka liikkuvat kiertoradalla, pitäisiklassisen mekaniikan lait lähestyvät ydintä energian menetyksen vuoksi ja lopulta putoavat siihen. Itse asiassa elektroni ei putoa ytimeen. Kemiallisten elementtien mikrohiukkaset ovat hyvin stabiileja ja voivat esiintyä hyvin pitkään. Päätelmä atomin väistämättömästä tuhoutumisesta energiahäviön vuoksi, joka ei ole Rutherfordin kokeiden mukainen, on seurausta klassisen mekaniikan lakien soveltamisesta mikroskooppisiin ilmiöihin. Näin ollen klassisen fysiikan lait eivät ole sovellettavissa mikropiirin ilmiöihin.
