Резерфорд тәжірибелері.

Томсон моделіндегі қайшылықтарды атом қойнауын әйтеуір бір амалмен тікелей барлап қарау арқылы шешуге болатын еді. Міне осындай тәжірибені ағылшын физигі Э.Резерфорд (1871-1937) және оның шәкірттері Г.Гейгер, Э.Марсден жүргізді (1909-1910 ж.ж). Тәжірибелер Томсон моделінің келісімсіздігін көрсетті. Осы тәжірибелер нәтижелеріне сүйеніп Э.Резерфорд атомның жаңа ядролық моделін ұсынды (1911). Атомның бұл моделінің шығуы α-бөлшектері көмегімен жүргізілген мынадай тәжірибелерге негізделген болатын.α-бөлшектер шапшаң қозғалатын (υ~10 7м/с) едәуір ауыр бөлшектер, сондықтан α-бөлшектер басқа заттың атомдарымен соғылысқанда атомның ішіне енуі мүмкін.Э. Резерфорд атомның ішкі құрылысын зерттегенде осы жағдайды пайдаланған. Осы тәжірибелерде қорғасын контейнер (1) ішіне α-бөлшектер көзі-радий түйіршігі (2) орналастырылады.α-бөлшектердің жіңішке шоғы (3) (радиактивті зат шығаратын гелий иондары) жұқа металл (Aи) фольгаға (4) бағытталады. Фольгадан кейін экран (5)орналастырылған; ол зарядталған жылдам бөлшектер соғылғанда жылт етіп жарық шығаратын қабілеті бар мырыш сульфидімен (ZnS) қапталған). Экрандағы осы жарқ ету-лерді микроскоп (6) көмегімен көзбен бақылауға болады, α-бөлшектердің ауа молекулаларымен соқтығысып шашырауын болдырмау үшін қондырғы түгелдей ауасы сорылған қорап ішіне орнатылады.Резерфорд атомның құрылысы планеталар жүйесіне ұқсас деген жорамал ұсынды. Күннің айналасында үлкен қашықтықтарда планеталар қалай айналып жүретін болса, дәл солай атомның ішінде электрондар ядроны айналып жүреді. Ядродан ең алыс электрон орбитасының радиусы – атомның радиусы болады. Атом құрылысының осындай моделі планетарлық немесе ядролық модель деп аталды.Резерфорд формуласы. Осы түсініктерге сүйеніп Э.Резерфорд заттан өткен кездегі α-бөлшектердің шашырау теориясын жасады. Ол шашыраған α-бөлшектердің θбұрышының мәндері бойынша үлестірілуін бейнелейтін формула қорытып шығарды. Сонда ол α-бөлшек пен ядроны нүктелік оң зарядтар, олар біріне-бірі Кулон заңы бойынша әсер етеді деп санады.Бұл тәуелділік мына түрде жазылады:(3.3) ctgθ/2=(4πεMυ²p)/zz1e² Бұл формулаға қарағанда, неғұрлым р шамасы аз болса, солғұрлым θшашырау бұрышы үлкен болады, ал р=0 болғанда, ол 1800-қа жетеді.Бірақ (3.3) формуланы тәжірибе жүзінде тексеру мүмкін емес, өйткені формулада белгісіз шама бар, ол өлшеуге келмейтін нысаналық қашықтық р. Бұл қиындықты жеке бөлшекті емес, α-бөлшек шоғының шашырауын қарастырып шешуге болады. (3.9) dσ=dN/N=n/4((ZZ1e²)/4πεMυ²)² dΩ/sin 4 θ/2 Осы (3.9) формула Резерфорд формуласы деп аталады.