Ang karanasan ni Rutherford.

Rutherford Ernst (1871-1937), English physicist, isa sa mga tagalikha ng teorya ng radioactivity at ang istraktura ng atom, tagapagtatag ng isang siyentipikong paaralan, dayuhang kaukulang miyembro ng Russian Academy of Sciences (1922) at honorary member ng USSR Academy of Sciences (1925). Direktor ng Cavendish Laboratory (mula noong 1919). Binuksan (1899) ang mga alpha at beta ray at itinatag ang kanilang kalikasan. Nilikha (1903, kasama si F. Soddy) ang teorya ng radyaktibidad. Iminungkahi niya (1911) ang isang planetaryong modelo ng atom. Isinagawa (1919) ang unang artipisyal na reaksyong nuklear. Hinulaan (1921) ang pagkakaroon ng neutron. Nobel Prize (1908).

Ang eksperimento ni Rutherford (1906) sa pagkalat ng mabilis na sisingilin na mga particle kapag dumadaan sa manipis na mga layer ng bagay ay naging posible na pag-aralan ang panloob na istraktura ng mga atomo. Sa mga eksperimentong ito, para sa probing ng mga atomo, ginamit ang mga α-particle - ganap na ionized helium atoms - na nagmumula sa radioactive decay ng radium at ilang iba pang elemento. Binomba ni Rutherford ang mga atomo ng mabibigat na metal gamit ang mga particle na ito.

Alam ni Rutherford na ang mga atom ay binubuo ng magaan na negatibong sisingilin na mga particle - mga electron at isang mabigat na positibong sisingilin na particle. Ang pangunahing layunin ng mga eksperimento ay upang malaman kung paano ipinamamahagi ang positibong singil sa loob ng atom. Ang pagkalat ng mga α-particle (iyon ay, isang pagbabago sa direksyon ng paggalaw) ay maaari lamang sanhi ng positibong sisingilin na bahagi ng atom.

Ipinakita ng mga eksperimento na ang ilan sa mga α-particle ay nakakalat sa malalaking anggulo, malapit sa 180˚, iyon ay, itinatapon sila pabalik. Ito ay posible lamang kung ang positibong singil ng atom ay puro sa isang napakaliit na gitnang bahagi ng atom - ang atomic nucleus. Halos ang buong masa ng atom ay puro din sa nucleus.

Ito pala ang nuclei iba't ibang mga atomo may mga diameter ng pagkakasunud-sunod ng 10 -14 - 10 -15 cm, habang ang laki ng atom mismo ay ≈10 -8 cm, iyon ay, 10 4 - 10 5 beses ang laki ng nucleus.

Kaya, ang atom ay naging "walang laman".

Batay sa mga eksperimento sa pagkalat ng α - mga particle sa nuclei ng mga atomo, dumating si Rutherford sa planetaryong modelo ng atom. Ayon sa modelong ito, ang isang atom ay binubuo ng isang maliit na positibong sisingilin na nucleus at mga electron na umiikot sa paligid nito.

Mula sa punto ng view ng klasikal na pisika, ang naturang atom ay dapat na hindi matatag, dahil ang mga electron na gumagalaw sa mga orbit na may acceleration ay dapat na patuloy na nagpapalabas ng electromagnetic energy.

Ang karagdagang pag-unlad ng mga ideya tungkol sa istruktura ng mga atomo ay ginawa ni N. Bohr (1913) batay sa mga konseptong quantum.

Gawain sa laboratoryo.

Ang eksperimentong ito ay maaaring isagawa gamit ang isang espesyal na aparato, ang pagguhit nito ay ipinapakita sa Figure 1. Ang aparatong ito ay isang lead box na may buong vacuum sa loob nito at isang mikroskopyo.

Ang pagkalat (pagbabago ng direksyon ng paggalaw) ng mga α-particle ay maaari lamang sanhi ng positibong sisingilin na bahagi ng atom. Kaya, ayon sa pagkalat ng mga α-particle, posibleng matukoy ang likas na katangian ng pamamahagi ng positibong singil at masa sa loob ng atom. Ang scheme ng mga eksperimento ni Rutherford ay ipinapakita sa Figure 1. Ang sinag ng α-particle na ibinubuga ng radioactive na paghahanda ay pinaghiwalay ng isang diaphragm at pagkatapos ay nahulog sa isang manipis na foil ng materyal na pinag-aaralan (sa kasong ito, ginto). Pagkatapos magkalat, tumama ang mga α-particle sa isang screen na pinahiran ng zinc sulfide. Ang banggaan ng bawat butil sa screen ay sinamahan ng isang flash ng liwanag (scintillation), na maaaring obserbahan sa ilalim ng mikroskopyo.

Sa isang mahusay na vacuum sa loob ng aparato, sa kawalan ng foil, isang strip ng liwanag ang lumitaw sa screen, na binubuo ng mga scintillation na dulot ng isang manipis na sinag ng α-particle. Ngunit kapag ang isang foil ay inilagay sa landas ng sinag, ang mga α-particle ay ipinamahagi sa isang mas malaking lugar ng screen dahil sa pagkalat.

Sa aming eksperimento, kailangan naming siyasatin ang α-particle, na nakadirekta sa gold core kapag gumagawa ng anggulo na 180° (Fig. 2) at sundin ang reaksyon ng α-particle, i.e. sa anong pinakamababang distansya ang α-particle ay lalapit sa gintong core (Larawan 3).

kanin. 2 Fig.3

Ibinigay:

V 0 \u003d 1.6 * 10 7 m / s - paunang bilis

d = 10 -13

rmin=?

Tanong:

Ano ang pinakamababang distansya r min sa pagitan ng α-particle at ng nucleus na maaaring maisakatuparan sa eksperimentong ito? (Larawan 4)

Fig.4

Solusyon:

Sa aming eksperimento, ang α-particle ay kinakatawan bilang isang atom

m neutral kg

Z=2 - mga proton

N= Au- Z = 4 – 2 = 2 neutron

m p = kg

Z=79 - bilang ng mga proton

N= Au- Z = 196 - 79 = 117 (neutrons)

Cl 2 / H ∙m 2 - de-koryenteng pare-pareho

Sa taas binigay namin pangkalahatang kahulugan mga dami na tinutukoy sa mga eksperimento sa scattering.

Bumalik tayo ngayon sa ating pangunahing problema, sa pagkalat ng a-particle, at muling inilalarawan ang makasaysayang karanasan ni Rutherford.

Kaya, ang isang sinag ng a-particle na ibinubuga mula sa isang radioactive source sa bilis na ~ 10 9 cm/s ay nakadirekta sa isang target, na isang manipis na gintong foil na 1 μm ang kapal, na humigit-kumulang 10 4 atomic layer. Ang isang fluorescent screen na inilagay sa likod ng target na binibilang na may kumikislap na bilang ng mga a-particle na dumaan sa target at nakakalat sa isang anggulo q. Gaya ng nabanggit kanina, ang karamihan sa mga a-particle ay pinalihis sa maliliit na anggulo, sa average na 2 o -3 o.

Gayunpaman, humigit-kumulang isang a-particle sa bawat 10 4 na insidente sa target ang lumihis sa isang malaking anggulo, kabilang ang mga nakakalat pabalik, halos 180 o. Naobserbahan din na ang maliit na anggulo na scattering ay nangyayari alinsunod sa batas normal na pamamahagi mga random na variable.

Ngayon, kasunod ng pangangatwiran ni Rutherford, ipaliwanag natin ang mga regularidad na nakuha at, lalo na, sagutin ang tanong kung aling modelo ang tumutugma sa katotohanan, kay Thomson o Rutherford.

Ito ay malinaw na kung ang target ay binubuo ng matitigas na bola, kung gayon wala sa mga a-particle ang maaaring dumaan sa 10 4 na layer ng naturang sangkap.

Isaalang-alang natin ang dalawang kaso: a) ang target ay binuo mula sa Thomson atoms, b) ang target ay binuo mula sa Rutherford atoms.

Modelo ni Thomson. Ang isang Thomson atom ay isang positibong sisingilin na "droplet" kung saan ang mga electron ay interspersed, samakatuwid ang sistemang ito ay neutral na sa isang maliit na distansya mula dito, tulad ng dapat para sa isang atom, ang mga a-particle ay maaaring tumagos sa tulad ng isang drop. Maaari silang mawala pareho sa positibong singil ng drop, na may maximum pag-igting ng kuryente sa ibabaw nito, at sa mga electron sa loob ng "drop" na ito. Ang bawat "patak" ay may radius R~10 -8 cm.

Ipinapakita ng mga kalkulasyon na ang average na anggulo ng scattering ng isang a-particle na may enerhiya na 5 MeV sa isang Thomson atom ay magiging napakaliit na halaga ~ (0.02 - 0.03) o.

Kung ang isang a-particle ay inilunsad sa isang target na 10 4 na layer ng Thomson atoms, pagkatapos ay bilang resulta ng maraming banggaan (sa bawat layer ay makakaranas ito ng mga banggaan na pantay na malamang na ilihis ito sa kanan at kaliwa, pataas at pababa), pagkatapos pag-alis sa target, ang a-particle ay "nakakakuha" ng average na anggulo >> scattering angle sa isang banggaan. Karamihan sa a-particle beam ay lilipad palabas sa mga anggulo (2-3) o.

Kinakalkula ni Rutherford ang posibilidad ng pagkalat ng isang a-particle sa naturang medium sa isang anggulo na 180° (i.e., isinasaalang-alang niya ang isang hindi malamang kaso kapag, sa halos bawat banggaan, ang isang a-particle ay lumilihis sa lahat ng oras sa isang direksyon. ). Ang posibilidad ng naturang kaso ay ~ 10 -3000 . yun. walang katuturang umasa kahit bihira, ngunit malalaking anggulo sa target na Thomson.

modelo ng Rutherford. Ang Rutherford atom ay isang maliit na mabigat na core (nucleus) na napapalibutan ng isang ulap ng mga electron. Dapat itong bigyang-diin na sa panahon ng eksperimento, ang mga postulate ni Bohr ay hindi pa nabubuo, kaya ang modelong ito ay nagtaas ng ilang mga pagdududa.

Kung isasaalang-alang natin ang pagkalat ng isang-particle ng isang atom ng Rutherford, dapat nating isaalang-alang ang posibilidad ng pagkalat pareho ng mga panlabas na electron at ng nucleus. Ang scattering ng mga electron ay kasing liit ng Thomson atom, i.e. ay (0.02-0.03) tungkol sa isang atom. Ang pagkalat ng nucleus (kung ang masa ng nucleus >> ang masa ng a-particle) ay maaaring humantong sa malalaking anggulo, kabilang ang 180 o.

I-trace natin ang galaw ng isang a-particle sa target ng Rutherford atoms. Dahil ang laki ng isang atom ay ~ 10 -8 cm, ang target na 104 na mga layer ay dapat na ganap na sakop ng mga atomo. Gayunpaman, dahil ang a-particle ay gumagalaw sa mataas na bilis, nakakaranas lamang ito ng halos hindi kapansin-pansin na mga paglihis sa shell ng elektron ng atom. Kaya, kung ang a-particle ay hindi sinasadyang bumangga sa nucleus, kung gayon ito ay gumagalaw sa parehong paraan tulad ng sa Thomson target, nakakalat ng maraming beses at nakakakuha ng scattering angle (2-3) o, na naa-average sa pag-alis mula sa target. . Gayunpaman, hindi tulad ng target na Thomson, ang a-particle ay maaaring bumangga sa isang mabigat na nucleus. Ang nasabing banggaan ay mas maliit kaysa sa isang banggaan sa atom sa kabuuan, dahil ang nucleus (tulad ng nangyari) ay 4-5 na mga order ng magnitude na mas maliit kaysa sa atom. Kasabay nito, ang posibilidad ng isang banggaan sa isang nucleus at isang malaking anggulo na pagpapalihis ay mas malaki kaysa sa posibilidad ng isang malaking anggulo ng pagpapalihis sa isang target na Thomson. Kaya, ang lahat ng mga eksperimentong resulta ay ganap na ipinaliwanag mula sa pananaw ng modelo ni Rutherford.

Isinasaalang-alang namin nang husay ang mga katangian ng modelo ng Rutherford, at mula sa paglalarawan na ito ay malinaw na ang mga patunay ng kawastuhan ng modelong ito ay hindi kasing simple ng tila sa unang tingin. Sa ibaba ay tatalakayin natin nang maikli matematikal na modelo pagkalat ng isang mabilis na a-particle, dahil ang mga problemang ito ay inilarawan nang detalyado sa isang bilang ng mga libro.

Nagkakalat sa isang sentro. Rutherford formula. Ang isang mahalagang kundisyon para sa eksperimento ay ang kinakailangan para sa kapal L ng target. Ang target ay dapat na "manipis". Nangangahulugan ito na ang ibig sabihin ng libreng landas l sa pagkalat ng nuclei ay dapat matugunan ang mga kinakailangan:

Ang kundisyong ito ay nagbibigay ng isang solong banggaan ng a-particle sa target na nuclei (bagaman mayroong 10 4 atomic layer sa target).

Dapat bigyang-diin na ang halaga ng differential cross section I(q), gaya ng binigyang-diin kanina, ay hindi nakadepende sa bilang ng mga scattering center; samakatuwid, isasaalang-alang natin ang halagang ito sa kaso ng scattering ng isang-particle ng isa. scattering center. Ang pinakamahalagang elemento sa teorya ng scattering ay ang pagpili ng potensyal na scattering U(r). Ang halagang ito ay isang katangian ng mga katangian ng target na sangkap at hindi nakasalalay sa mga kundisyong pang-eksperimento. Pinili ni Rutherford ang potensyal ng Coulomb sa pamamagitan ng pagtatakda ng U(r)=Ze/r. Para sa pagiging simple, bilang isang scattering center, kukunin natin ang gintong nucleus, ang masa nito ay mas malaki kaysa sa masa ng a-particle, kaya ang pag-urong ng nucleus ay maaaring mapabayaan.

Ipinapakita ng Figure 2 ang dalawang malapit na trajectory ng isang a-particle sa larangan ng isang nucleus (charge +Ze) na matatagpuan sa pinanggalingan. Ang mga trajectory ay naiiba sa mga halaga ng parameter ng epekto b - ang distansya sa axis sa kaliwa sa figure, na tumutugma sa posisyon ng a-particle kapag ito ay malayo sa nucleus. q ay ang scattering angle. Ang problema ay may cylindrical symmetry na may azimuth angle j.

Fig.2 Scheme ng scattering ng isang a-particle sa isang nucleus.

Ang pagkalkula ng trajectory ng isang a-particle sa field ng Coulomb ay nagpapakita na ang trajectory nito ay isang hyperbola, habang ang impact parameter b ay nauugnay sa scattering angle q ng formula:

(7)

kung saan Z 2 e ang singil ng target na particle (fixed scattering center), Z 1 e ang charge ng a-particle (Z 1 =2), E ang energy ng a-particle.

Ang pinakamababang distansya kapag ang isang a-particle ay lumalapit sa isang scattering particle (Larawan 2):

(8)

Ngayon ay bumalik tayo sa kahulugan ng differential cross section (3) at ibahin ito sa anyo ng scattering sa isang sentro:

, (9)

saan , ibig sabihin. ang bilang ng mga nakakalat na a-particle sa bawat yunit ng oras sa isang sentro. Ang representasyong ito ay maginhawa para sa amin upang maiugnay ang sinusukat na macroscopic na parameter - ang scattering angle q sa microscopic (non-measurable) parameter - ang impact parameter b.

Madaling makita na ang mga particle na tumama sa area dS ay kinakailangang dumaan sa area element bdb ng singsing na matatagpuan sa layong b mula sa axis kung saan matatagpuan ang scattering center. Ang bilang ng mga particle na dumadaan sa elemento ng lugar na ito sa bawat yunit ng oras ay

(10)

(11)

Kung isasama natin ang higit sa j mula 0 hanggang 2p, kung gayon ang ds ang magiging lugar ng sinturon na ipinapakita sa kaliwa sa Fig. 2. Dahil ang b ay isang mikroskopiko, hindi nasusukat na parameter, gumagamit kami ng formula (7) at nagpapahayag ng ds sa mga tuntunin ng sinusukat na halaga - ang scattering angle q. Bilang resulta, magkakaroon tayo ng:

(12)

kung saan dW=dS/R 2 =sinq dq dj, at R ay ang distansya sa site dS. Dito ay isinasaalang-alang na ang Z 1 = 2, Z 2 = Z ay ang atomic number ng target na nucleus. Relation (12) ay ang kilalang Rutherford formula.

Tinutukoy ng resultang formula ang dependence ng differential cross section sa scattering angle. Ang husay na pangangatwiran tungkol sa papel ng maraming banggaan ay ginagawang posible na muling buuin ang larawan ng paggalaw ng isang a-particle sa target na materyal. ang isang a-particle ay palaging nakakaranas ng maraming banggaan, na nagreresulta sa isang pagkalat ng 2 o -3 o sa karaniwan. Sa hanay na ito ng mga anggulo, ang pagkalat ng Rutherford ay halos walang kontribusyon. Simula sa mga anggulo ng scattering na 5 o -6 o, sa kabaligtaran, nagiging nangingibabaw ang scattering ng Rutherford. Kaya, bago ang banggaan sa nucleus at pagkatapos ng banggaan, ang a-particle ay gumagalaw halos rectilinearly. Dahil ang nuclei ay napakaliit, ang target ay halos transparent para sa a-particle, na paminsan-minsan lamang (at dahil sa kondisyon na l>>L isang beses) ay bumangga sa nuclei.

Ang karanasan ni Rutherford

Ang pang-edukasyon na laboratoryo complex ay isang gumaganang modelo na hindi naiiba sa pagganap mula sa pangunahing prototype nito. Sa istruktura, ang ULC OR ay nagbibigay-daan sa gumagamit na magtrabaho kasama at walang paggamit ng isang computer.

Pangunahing setup.

Ang pangunahing setup ay isang evacuated chamber (scattering chamber), kung saan, alinsunod sa scheme (Fig. 1), mayroong isang mapagkukunan ng a-particles (Pu 238), ang spectrum ng enerhiya kung saan ay binubuo ng dalawang malapit na espasyo na linya. 5491 keV at 5450 keV. Ang una sa intensity ay ~ 65%, at ang pangalawa - 35%. Ang average na timbang na halaga E a » 5.48 MeV (Larawan 3).

Dahil ang a-particle ay kapansin-pansing nawawalan ng enerhiya kapag sila ay bumangga sa mga molekula ng hangin, ang scattering chamber ay dapat na lumikas sa isang presyon ng ~ 1 mmHg.

Ang target ay isang gold film na may kapal na » 1 μm.

Ang isang movable semiconductor detector ay nagrerehistro ng mga a-particle na nahuhulog dito. Ang mga signal mula sa detector sa pamamagitan ng isang charge-sensitive na amplifier ay pumapasok sa alinman sa isang scaling circuit o isang espesyal na spectrometric board na naka-mount sa unit ng computer system. Ang spectrum ng mga nakakalat na particle ay ipinapakita sa screen ng computer.

kanin. 3. Spectrum ng Pu 238 alpha lines.

Isang napakatalino na siyentipiko na gumawa ng ilang tunay na mahusay na pagtuklas sa kimika at pisika. Anong tagumpay ang naging dahilan ng physics sa isang bagong landas ng pag-unlad? Anong mga particle ang natuklasan ni Rutherford? mga detalye ng talambuhay at aktibidad na pang-agham malalaman ng mananaliksik mamaya sa artikulo.

Ang simula ng buhay

Nagsimula ang talambuhay ni Rutherford sa maliit na bayan ng Spring Grove sa New Zealand. Doon, noong 1871, ang hinaharap na physicist at scientist ay ipinanganak sa isang pamilya ng mga imigrante. Ang kanyang ama, isang taga-Scot, ay isang manggagawa sa kahoy at may sariling negosyo. Mula sa kanya, nakuha ni Rutherford ang mga kasanayan sa disenyo na kapaki-pakinabang para sa susunod na trabaho.

Ang mga unang tagumpay ay nangyari na sa paaralan, kung saan nakatanggap siya ng isang iskolar sa kolehiyo para sa mahusay na pag-aaral. Si Ernest Rutherford ay unang nag-aral sa Nelson College, pagkatapos ay pumasok sa Canterbury. Ang pagkakaroon ng mahusay na memorya at napakatalino na kaalaman, kapansin-pansing naiiba siya sa ibang mga mag-aaral.

Si Rutherford ay nanalo ng math award, unang nagsusulat gawaing siyentipiko sa physics "Magnetization ng iron sa mga high-frequency discharges". Kaugnay ng gawain, nag-imbento siya ng isa sa mga unang aparato para sa pagkilala sa mga magnetic wave.

Noong 1895, nakipagtalo ang physicist na si Rutherford sa chemist na si Maclaurin para sa pagkakaroon ng World's Fair Scholarship. Sa pamamagitan ng pagkakataon, ang kalaban ay tumanggi sa parangal, at si Rutherford ay nabigyan ng magandang pagkakataon na sakupin ang siyentipikong mundo. Pumunta siya sa England sa Cavendish Laboratory at naging doktor ng agham sa ilalim ng gabay ni Joseph Thomson.

Mga gawaing pang-agham at mga nagawa

Pagdating sa England, ang estudyante ay halos walang sapat na scholarship. Nagsisimula siyang magtrabaho bilang isang tutor. Agad na napansin ng superbisor ni Rutherford ang kanyang malaking potensyal, at hindi siya nagkamali. Inanyayahan ni Thomson ang batang physicist na pag-aralan ang ionization ng gas sa pamamagitan ng X-ray. Sama-sama, natuklasan ng mga siyentipiko na lumilikha ito ng isang kasalukuyang hindi pangkaraniwang bagay na saturation.

Pagkatapos ng matagumpay na trabaho kasama si Thomson, nag-aaral siya ng Becquerel rays, na sa kalaunan ay tatawagin niyang radioactive. Sa oras na ito, ginawa niya ang kanyang unang mahalagang pagtuklas, na inilalantad ang pagkakaroon ng dati nang hindi kilalang mga particle, pag-aaral ng mga katangian ng uranium at thorium.

Nang maglaon, naging propesor siya sa Unibersidad ng Montreal. Kasama si Frederick Soddy, ipinasulong ng siyentipiko ang ideya ng pagbabago ng mga elemento sa proseso ng pagkabulok. Kasabay nito, nagsusulat si Rutherford mga gawaing siyentipiko"Radioactivity" at "Radioactive Transformations", na nagdudulot sa kanya ng katanyagan. Siya ay naging isang miyembro ng Royal Society, ay iginawad ang pamagat ng maharlika.

Si Ernest Rutherford ay ginawaran ng Nobel Prize noong 1908 para sa kanyang pananaliksik sa pagkabulok ng radioactive elements. Natuklasan ng siyentipiko ang emanation ng thorium, ang artipisyal na transmutation ng mga elemento sa pamamagitan ng pag-iilaw ng nitrogen nuclei, at nagsulat ng tatlong volume ng mga gawa. Ang isa sa kanyang pinakamahalagang tagumpay ay ang paglikha ng isang modelo atomic nucleus.

Anong mga particle ang natuklasan ni Rutherford?

Sa pag-aaral ng radioactive radiation, hindi si Rutherford ang una. Bago sa kanya, ang lugar na ito ay aktibong ginalugad ng physicist na si Becquerel at ang Curies. Ang kababalaghan ng radyaktibidad ay natuklasan kamakailan, at ang enerhiya ay itinuturing na isang panlabas na mapagkukunan. Maingat na pinag-aaralan ang mga uranium salt at ang kanilang mga katangian, napansin ni Rutherford na ang mga sinag na natuklasan ni Becquerel ay hindi magkakatulad.

Ang eksperimento ng foil ni Rutherford ay nagpakita na ang isang radioactive beam ay nahahati sa ilang mga stream ng mga particle. Ang aluminyo foil ay maaaring sumipsip ng isang daloy, ang isa ay maaaring dumaan dito. Ang bawat isa sa kanila ay isang hanay ng maliliit na elemento, na tinatawag na alpha at beta particle o ray ng siyentipiko. Pagkalipas ng dalawang taon, natuklasan ng Frenchman Villars ang ikatlong uri ng sinag, na, kasunod ng halimbawa ni Rutherford, ay tinatawag na gamma ray.

Anong uri ng mga particle na natuklasan ni Rutherford ang may malaking epekto sa pag-unlad ng nuclear physics. Isang pambihirang tagumpay ang ginawa at napatunayan na ang enerhiya ay nagmumula sa mismong mga atomo ng uranium. Ang mga particle ng alpha ay tinukoy bilang mga positibong sisingilin na helium atoms, ang mga beta particle ay mga electron. Ang mga particle ng gamma, na natuklasan sa ibang pagkakataon, ay electromagnetic radiation.

radioactive decay

Ang pagtuklas ni Rutherford ay nagbigay ng lakas hindi lamang sa pisikal na agham, kundi pati na rin sa kanyang sarili. Siya ay patuloy na nag-aaral ng radioactivity sa University of Montreal sa Canada. Kasama ang chemist na si Soddy, nagsasagawa sila ng isang serye ng mga eksperimento, sa tulong kung saan napansin nila na nagbabago ang atom sa panahon ng paglabas ng mga particle nito.

Tulad ng medieval alchemists, ang mga siyentipiko ay nagko-convert ng uranium sa lead, na gumagawa ng isa pang siyentipikong tagumpay. Kaya't natuklasan ang Batas, ayon sa kung saan nangyayari ang pagkabulok, inilarawan nina Rutherfor at Soddy sa mga akdang "Radioactive Transformation" at "Comparative Study of the Radioactivity of Radium and Thorium".

Tinutukoy ng mga mananaliksik ang pag-asa ng intensity ng pagkabulok sa bilang ng mga radioactive atoms sa sample, pati na rin sa lumipas na oras. Napansin na ang aktibidad ng pagkabulok ay bumababa nang husto sa paglipas ng panahon. Ang bawat sangkap ay tumatagal ng sarili nitong oras. Batay sa rate ng pagkabulok, nagawa ni Rutherford na bumalangkas ng prinsipyo ng kalahating buhay.

Modelo ng planeta ng atom

Sa simula ng ika-20 siglo, maraming mga eksperimento ang natupad na upang pag-aralan ang kalikasan ng mga atomo at radyaktibidad. Natuklasan nina Rutherford at Villar ang mga alpha, beta at gamma ray, at si Joseph Thomson naman, ay sumusukat sa ratio ng singil sa masa ng isang electron at tinitiyak na ang particle ay bahagi ng atom.

Batay sa kanyang natuklasan, si Thomson ay lumikha ng isang modelo ng atom. Naniniwala ang siyentipiko na ang huli ay may isang spherical na hugis, sa ibabaw ng buong ibabaw kung saan ang mga positibong sisingilin na mga particle ay ipinamamahagi. Sa loob ng globo ay may negatibong sisingilin na mga electron.

Pagkalipas ng ilang taon, pinabulaanan ni Rutherford ang teorya ng kanyang guro. Sinabi niya na ang atom ay may nucleus na positibong sisingilin. At sa paligid nito, tulad ng mga planeta sa paligid ng araw, ang mga electron ay umiikot sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersa ng Coulomb.

Scheme ng karanasan ni Rutherford

Si Rutherford ay isang natatanging eksperimento. Samakatuwid, nagdududa sa modelo ni Thomson, nagpasya siyang pabulaanan ito sa empirically. Ang Thomsonian atom ay dapat na magmukhang isang spherical cloud ng mga electron. Pagkatapos ang mga particle ng alpha ay dapat na malayang dumaan sa foil.

Para sa eksperimento, gumawa si Rutherford ng isang aparato mula sa isang lead box na may maliit na butas kung saan matatagpuan ang radioactive material. Ang kahon ay sumisipsip ng mga particle ng alpha sa bawat direksyon maliban kung saan naroon ang butas. Lumikha ito ng direktang daloy ng mga particle. Nasa unahan ang ilang lead screen na may mga puwang para alisin ang mga particle na lumihis sa isang partikular na kurso.

Ang isang matalim na nakatutok na alpha beam, na dumadaan sa lahat ng mga hadlang, ay nakadirekta sa isang napakanipis na sheet. Sa likod niya ay isang fluorescent na screen. Ang bawat contact ng mga particle dito ay naitala bilang isang flash. Kaya posible na hatulan ang paglihis ng mga particle pagkatapos na dumaan sa foil.

Sa sariling sorpresa ni Rutherford, marami sa mga particle ang lumihis sa malalaking anggulo, ang ilan ay 180 degrees pa nga. Pinahintulutan nito ang siyentipiko na ipagpalagay na ang karamihan ng atom ay isang siksik na sangkap sa loob nito, na kalaunan ay tinawag na nucleus.

Ang pamamaraan ng karanasan ni Rutherford:

Pagpuna sa modelo

Ang modelong nuklear ni Rutherford ay una nang binatikos dahil sumasalungat ito sa mga batas ng klasikal na electrodynamics. Ang pag-ikot, ang mga electron ay dapat mawalan ng enerhiya at mag-radiate electromagnetic waves, ngunit hindi ito nangyayari, na nangangahulugan na sila ay nagpapahinga. Sa kasong ito, ang mga electron ay dapat mahulog sa nucleus, at hindi umikot sa paligid nito.

Napunta kay Niels Bohr ang pagharap sa hindi pangkaraniwang bagay na ito. Itinatag niya na ang bawat elektron ay may sariling orbit. Habang ang elektron ay nasa ibabaw nito, hindi ito nagpapalabas ng enerhiya, ngunit mayroon itong acceleration. Ipinakilala ng siyentipiko ang konsepto ng quanta - mga bahagi ng enerhiya na inilalabas kapag lumipat ang mga electron sa ibang mga orbit.

Kaya, si Niels Bohr ay naging isa sa mga tagapagtatag ng isang bagong sangay ng agham - quantum physics. Ang kawastuhan ng modelo ni Rutherford ay napatunayan na. Bilang resulta, ang konsepto ng bagay at ang paggalaw nito ay ganap na nagbago. At kung minsan ang modelo ay tinatawag na Bohr-Rutherford atom.

Natanggap ni Ernest Rutherford ang Nobel Prize bago niya ginawa ang pinakamahalagang tagumpay sa kanyang buhay - natuklasan niya ang atomic nucleus at itinatag ang planetaryong modelo ng atom.

Ang landmark na pagtuklas ni Rutherford ay humantong sa paglitaw ng isang bagong industriya na nag-aaral sa istruktura ng atomic nucleus. Tinawag itong nuclear o nuclear physics.

Ang pisiko ay nagtataglay hindi lamang ng pananaliksik, kundi pati na rin sa pagtuturo ng talento. Labindalawa sa kanyang mga estudyante ang nagwagi ng Nobel Prize sa physics at chemistry. Kabilang sa mga ito ay sina Frederick Soddy, Henry Moseley, Otto Hahn at iba pang sikat na personalidad.

Ang siyentipiko ay madalas na kredito sa pagtuklas ng nitrogen, na mali. Pagkatapos ng lahat, isang ganap na naiibang Rutherford ang naging tanyag para dito. Ang gas ay natuklasan ng botanist at chemist na si Daniel Rutherford, na nabuhay ng isang siglo na mas maaga kaysa sa natitirang physicist.

Konklusyon

Ang British scientist na si Ernest Rutherford ay naging tanyag sa kanyang mga kasamahan para sa kanyang pagnanais para sa mga eksperimento. Sa buong buhay niya, ang siyentipiko ay nagsagawa ng maraming mga eksperimento, salamat sa kung saan siya ay nakatuklas ng mga particle ng alpha at beta, bumalangkas ng batas ng pagkabulok at kalahating buhay, at bumuo ng isang planetaryong modelo ng atom. Bago sa kanya, pinaniniwalaan na ang enerhiya ay isang panlabas na mapagkukunan. Ngunit pagkatapos malaman ng siyentipikong mundo kung ano ang mga particle na natuklasan ni Rutherford, nagbago ang isip ng mga physicist. Ang mga nagawa ng siyentipiko ay nakatulong upang makagawa ng malalaking hakbang sa pag-unlad ng pisika at kimika, at nag-ambag din sa paglitaw ng naturang industriya bilang nuclear physics.

Rutherford Ernst (1871-1937), English physicist, isa sa mga tagalikha ng teorya ng radioactivity at ang istraktura ng atom, tagapagtatag ng isang siyentipikong paaralan, dayuhang kaukulang miyembro ng Russian Academy of Sciences (1922) at honorary member ng USSR Academy of Sciences (1925). Direktor ng Cavendish Laboratory (mula noong 1919). Binuksan (1899) ang mga alpha at beta ray at itinatag ang kanilang kalikasan. Nilikha (1903, kasama si F. Soddy) ang teorya ng radyaktibidad. Iminungkahi niya (1911) ang isang planetaryong modelo ng atom. Isinagawa (1919) ang unang artipisyal na reaksyong nuklear. Hinulaan (1921) ang pagkakaroon ng neutron. Nobel Prize (1908).

Ang eksperimento ni Rutherford (1906) sa pagkalat ng mabilis na sisingilin na mga particle kapag dumadaan sa manipis na mga layer ng bagay ay naging posible na pag-aralan ang panloob na istraktura ng mga atomo. Sa mga eksperimentong ito, para sa probing ng mga atomo, ginamit ang mga α-particle - ganap na ionized helium atoms - na nagmumula sa radioactive decay ng radium at ilang iba pang elemento. Binomba ni Rutherford ang mga atomo ng mabibigat na metal gamit ang mga particle na ito.

Alam ni Rutherford na ang mga atom ay binubuo ng magaan na negatibong sisingilin na mga particle - mga electron at isang mabigat na positibong sisingilin na particle. Ang pangunahing layunin ng mga eksperimento ay upang malaman kung paano ipinamamahagi ang positibong singil sa loob ng atom. Ang pagkalat ng mga α-particle (iyon ay, isang pagbabago sa direksyon ng paggalaw) ay maaari lamang sanhi ng positibong sisingilin na bahagi ng atom.

Ipinakita ng mga eksperimento na ang ilan sa mga α-particle ay nakakalat sa malalaking anggulo, malapit sa 180˚, iyon ay, itinatapon sila pabalik. Ito ay posible lamang kung ang positibong singil ng atom ay puro sa isang napakaliit na gitnang bahagi ng atom - ang atomic nucleus. Halos ang buong masa ng atom ay puro din sa nucleus.

Ito ay lumabas na ang nuclei ng iba't ibang mga atom ay may mga diameter ng pagkakasunud-sunod ng 10 -14 - 10 -15 cm, habang ang laki ng atom mismo ay ≈10 -8 cm, iyon ay, 10 4 - 10 5 beses ang laki ng ang nucleus.

Kaya, ang atom ay naging "walang laman".

Sa batayan ng mga eksperimento sa pagkalat ng α - mga particle sa nuclei ng mga atomo, dumating si Rutherford sa planetaryong modelo ng atom. Ayon sa modelong ito, ang isang atom ay binubuo ng isang maliit na positibong sisingilin na nucleus at mga electron na umiikot sa paligid nito.

Mula sa punto ng view ng klasikal na pisika, ang naturang atom ay dapat na hindi matatag, dahil ang mga electron na gumagalaw sa mga orbit na may acceleration ay dapat na patuloy na nagpapalabas ng electromagnetic energy.

Ang karagdagang pag-unlad ng mga ideya tungkol sa istruktura ng mga atomo ay ginawa ni N. Bohr (1913) batay sa mga konseptong quantum.

Gawain sa laboratoryo.

Ang eksperimentong ito ay maaaring isagawa gamit ang isang espesyal na aparato, ang pagguhit nito ay ipinapakita sa Figure 1. Ang aparatong ito ay isang lead box na may buong vacuum sa loob nito at isang mikroskopyo.

Ang pagkalat (pagbabago ng direksyon ng paggalaw) ng mga α-particle ay maaari lamang sanhi ng positibong sisingilin na bahagi ng atom. Kaya, ayon sa pagkalat ng mga α-particle, posibleng matukoy ang likas na katangian ng pamamahagi ng positibong singil at masa sa loob ng atom. Ang scheme ng mga eksperimento ni Rutherford ay ipinapakita sa Figure 1. Ang sinag ng α-particle na ibinubuga ng radioactive na paghahanda ay pinaghiwalay ng isang diaphragm at pagkatapos ay nahulog sa isang manipis na foil ng materyal na pinag-aaralan (sa kasong ito, ginto). Pagkatapos magkalat, tumama ang mga α-particle sa isang screen na pinahiran ng zinc sulfide. Ang banggaan ng bawat butil sa screen ay sinamahan ng isang flash ng liwanag (scintillation), na maaaring obserbahan sa ilalim ng mikroskopyo.

Sa isang mahusay na vacuum sa loob ng aparato, sa kawalan ng foil, isang strip ng liwanag ang lumitaw sa screen, na binubuo ng mga scintillation na dulot ng isang manipis na sinag ng α-particle. Ngunit kapag ang isang foil ay inilagay sa landas ng sinag, ang mga α-particle ay ipinamahagi sa isang mas malaking lugar ng screen dahil sa pagkalat.

Sa aming eksperimento, kailangan naming siyasatin ang α-particle, na nakadirekta sa gold core kapag gumagawa ng anggulo na 180° (Fig. 2) at sundin ang reaksyon ng α-particle, i.e. sa anong pinakamababang distansya ang α-particle ay lalapit sa gintong core (Larawan 3).

kanin. 2

Fig.3

V 0 \u003d 1.6 * 10 7 m / s - paunang bilis

Ano ang pinakamababang distansya r min sa pagitan ng α-particle at ng nucleus na maaaring maisakatuparan sa eksperimentong ito? (Larawan 4)

Fig.4

Sa aming eksperimento, ang α-particle ay kinakatawan bilang isang atom

m neutral kg

Z=2 - mga proton

N = Au - Z = 4 - 2 = 2 neutron

Z=79 - bilang ng mga proton

N \u003d Au - Z \u003d 196 - 79 \u003d 117 (neutrons)

Cl 2 / H ∙m 2 - electrical constant

m 2 \u003d 6.6 ∙ 10 -27 kg

Z He ∙2∙ - nuclear charge (He) Z Au ∙ - nuclear charge (Au)

Ang singil ng isang α-particle ay 2 elementarya.

Sagot: r min \u003d 4.3 10 -14 m

Konklusyon: Sa panahon ng eksperimentong ito, posibleng malaman na ang a-particle ay nakalapit sa atomic nucleus sa pinakamababang distansya, na r min = 4.3 10 -14 m at bumalik sa kaparehong tilapon kung saan ito nagsimula. gumagalaw.

Nang gawin ni Rutherford ang parehong eksperimento sa unang pagkakataon, na may ganitong pag-aayos ng a-particle na may paggalang sa anggulong 180 °, nagulat siyang nagsabi: “Ito ay halos hindi kapani-paniwala na parang nagpaputok ka ng 15-pulgada na projectile sa isang piraso ng manipis na papel, at ang projectile ay bumalik sa iyo at hampasin ka."

At sa katotohanan, hindi ito malamang, ang katotohanan ay kapag nagsasagawa ng eksperimentong ito sa mas maliliit na anggulo, kung gayon ang a - particle ay tiyak na talbog sa gilid, tulad ng isang maliit na bato ng ilang sampu-sampung gramo sa isang banggaan sa isang kotse ay hindi. magagawang kapansin-pansing baguhin ang bilis nito (Larawan 5). Dahil ang kanilang masa ay humigit-kumulang 8000 beses ang masa ng elektron, at ang positibong singil ay katumbas sa modulus sa dalawang beses sa singil ng elektron. Ang mga ito ay walang iba kundi mga ganap na ionized na helium atoms. Ang bilis ng α-particle ay napakataas: ito ay 1/15 ng bilis ng liwanag. Dahil dito, dahil sa kanilang maliit na masa, hindi kapansin-pansing mababago ng mga electron ang tilapon ng α-particle.

kanin. 5

May mga neutral na micro-object (halimbawa, photon, neutrino, neutron). Ang electric charge ng isang kumplikadong micro-object ay katumbas ng algebraic sum ng mga charge ng mga constituent particle nito. 4. Ang ideya ng corpuscular-wave dualism bilang isang metodolohikal na prinsipyo Ang klasikal na pisika ay nagpapakilala ng dalawang uri ng paggalaw - corpuscular at wave. Ang una ay nailalarawan sa pamamagitan ng lokalisasyon ng isang bagay sa espasyo at ...

Pag-broadcast sa telebisyon mula sa atay, atbp. Mga kakaibang epekto at nakakatawang solusyon: radioactivity ng tao, radioactive na keso, pagpapanumbalik ng mga nawawalang larawan sa mga litrato, mga autograph ng mga taong hindi nakikita. Paraan ng paghahanap at pananaliksik sa pagtuturo ng pisika Panimula Mula sa mga alamat hanggang sa mga simpleng katotohanan. Ang pangangailangan na malaman ang mundo sa simula ay humantong sa mga pagtatangka na ipaliwanag ang mundo nang sabay-sabay sa kabuuan, upang agad na makakuha ng mga sagot sa ...

Edukasyon

Ang eksperimento ni Rutherford sa pagkalat ng mga particle ng alpha (maikli)

Abril 2, 2017

Si Ernest Rutherford ay isa sa mga tagapagtatag ng pangunahing doktrina ng panloob na istraktura atom. Ang siyentipiko ay ipinanganak sa England, sa isang pamilya ng mga emigrante mula sa Scotland. Si Rutherford ang pang-apat na anak sa kanyang pamilya, at siya ang naging pinakamagaling. Nagawa niyang gumawa ng isang espesyal na kontribusyon sa teorya ng istraktura ng atom.

Mga paunang ideya tungkol sa istruktura ng atom

Dapat pansinin na bago isagawa ang sikat na eksperimento ni Rutherford sa pagkalat ng mga particle ng alpha, ang nangingibabaw na ideya noong panahong iyon tungkol sa istruktura ng atom ay ang modelong Thompson. Natitiyak ng siyentipikong ito na pantay na napuno ng positibong singil ang buong dami ng atom sa kabuuan. Ang mga negatibong sisingilin na mga electron, naniniwala si Thompson, ay tulad ng mga inklusyon dito.

Mga Precondition para sa Scientific Revolution

Pagkatapos makapagtapos ng pag-aaral, si Rutherford, bilang ang pinaka-talentadong estudyante, ay tumanggap ng grant na 50 pounds para sa karagdagang edukasyon. Dahil dito, nakapag-aral siya ng kolehiyo sa New Zealand. Dagdag pa, ang batang siyentipiko ay kumukuha ng mga pagsusulit sa Unibersidad ng Canterbury at nagsimulang seryosong makisali sa pisika at kimika. Noong 1891, ginawa ni Rutherford ang kanyang unang ulat sa paksang "The Evolution of the Elements". Dito, sa unang pagkakataon sa kasaysayan, ang ideya ay ipinahiwatig na ang mga atomo ay mga kumplikadong istruktura.

Ang ideya ni Dalton na ang mga atom ay hindi mahahati ay nangingibabaw noon sa mga siyentipikong bilog. Para sa lahat na nakapaligid kay Rutherford, ang kanyang ideya ay tila ganap na kabaliwan. Ang batang siyentipiko ay kailangang patuloy na humingi ng tawad sa kanyang mga kasamahan para sa kanyang "kalokohan". Ngunit pagkaraan ng 12 taon, nagawa pa rin ni Rutherford na patunayan ang kaniyang kaso. Nagkaroon ng pagkakataon si Rutherford na ipagpatuloy ang kanyang pananaliksik sa Cavendish Laboratory sa England, kung saan sinimulan niyang pag-aralan ang mga proseso ng air ionization. Ang unang natuklasan ni Rutherford ay alpha at beta ray.

Ang karanasan ni Rutherford

Sa madaling sabi tungkol sa pagtuklas ay maaaring ilarawan tulad ng sumusunod: noong 1912, si Rutherford, kasama ang kanyang mga katulong, ay nagsagawa ng kanyang sikat na eksperimento - ang mga particle ng alpha ay inilabas mula sa isang lead source. Ang lahat ng mga particle, maliban sa mga lumabas na hinihigop ng tingga, ay lumipat sa naka-install na channel. Ang kanilang makitid na batis ay nahulog sa isang manipis na layer ng foil. Ang linyang ito ay patayo sa sheet. Ang eksperimento ni Rutherford sa pagkalat ng mga particle ng alpha ay pinatunayan na ang mga particle na dumaan sa isang sheet ng foil sa pamamagitan ng at sa pamamagitan ng sanhi ng tinatawag na scintillations sa screen.

Ang screen na ito ay natatakpan ng isang espesyal na sangkap na nagsimulang kumikinang kapag ang mga particle ng alpha ay tumama dito. Ang espasyo sa pagitan ng layer ng gold foil at ang screen ay napuno ng vacuum upang ang mga alpha particle ay hindi nakakalat sa hangin. Ang gayong aparato ay nagpapahintulot sa mga mananaliksik na obserbahan ang mga particle na nakakalat sa isang anggulo na humigit-kumulang 150°.

Kung ang foil ay hindi ginamit bilang isang balakid sa harap ng alpha-particle beam, pagkatapos ay isang magaan na bilog ng mga scintillation ang nabuo sa screen. Ngunit sa sandaling ang isang hadlang ng gintong foil ay inilagay sa harap ng kanilang sinag, ang larawan ay nagbago nang malaki. Lumitaw ang mga flash hindi lamang sa labas ng bilog na ito, kundi pati na rin sa kabaligtaran ng foil. Ang eksperimento ni Rutherford sa pagkalat ng mga particle ng alpha ay nagpakita na ang karamihan sa mga particle ay dumadaan sa foil nang walang kapansin-pansing pagbabago sa tilapon ng paggalaw.

Sa kasong ito, ang ilang mga particle ay pinalihis sa isang medyo malaking anggulo at kahit na itinapon pabalik. Para sa bawat 10,000 mga particle na malayang dumaan sa layer ng gold foil, isa lamang ang pinalihis ng isang anggulo na lumampas sa 10 ° - bilang isang pagbubukod, ang isa sa mga particle ay pinalihis ng gayong anggulo.

Ang dahilan kung bakit ang mga particle ng alpha ay pinalihis

Ang detalyadong sinuri at napatunayan ng eksperimento ni Rutherford ay ang istraktura ng atom. Ang sitwasyong ito ay nagpapahiwatig na ang atom ay hindi isang tuluy-tuloy na pagbuo. Karamihan sa mga particle ay malayang dumaan sa one-atom-thick foil. At dahil ang mass ng alpha particle ay halos 8,000 beses ang mass ng electron, ang huli ay hindi makakaapekto nang malaki sa trajectory ng alpha particle. Magagawa lamang ito ng isang atomic nucleus - isang katawan na may maliliit na sukat, na nagtataglay ng halos lahat ng masa at lahat. singil ng kuryente atom. Sa oras na iyon, ito ay isang makabuluhang tagumpay para sa Ingles na pisiko. Ang karanasan ni Rutherford ay itinuturing na isa sa pinakamahalagang hakbang sa pag-unlad ng agham ng panloob na istraktura ng atom.

Iba pang mga pagtuklas na ginawa sa proseso ng pag-aaral ng atom

Ang mga pag-aaral na ito ay naging direktang katibayan na ang positibong singil ng isang atom ay matatagpuan sa loob ng nucleus nito. Ang lugar na ito ay sumasakop sa isang napakaliit na espasyo kumpara sa mga integral na sukat nito. Sa napakaliit na dami, ang pagkalat ng mga particle ng alpha ay naging napaka-imposible. At ang mga particle na iyon na dumaan malapit sa rehiyon ng atomic nucleus ay nakaranas ng matalim na paglihis mula sa trajectory, dahil ang mga puwersang nakakasuklam sa pagitan ng alpha particle at ng atomic nucleus ay napakalakas. Ang eksperimento ni Rutherford sa pagkalat ng mga particle ng alpha ay pinatunayan ang posibilidad na ang isang alpha particle ay direktang tumama sa nucleus. Totoo, ang posibilidad ay napakaliit, ngunit hindi pa rin katumbas ng zero.

Hindi lamang ito ang katotohanang napatunayan ng karanasan ni Rutherford. Sa madaling sabi, ang istraktura ng atom ay pinag-aralan din ng kanyang mga kasamahan, na gumawa ng maraming iba pang mahahalagang pagtuklas. Maliban sa doktrina na ang mga particle ng alpha ay mabilis na gumagalaw na helium nuclei.

Nailarawan ng siyentipiko ang istraktura ng atom, kung saan ang nucleus ay sumasakop sa isang maliit na bahagi ng buong volume. Pinatunayan ng kanyang mga eksperimento na halos lahat ng singil ng isang atom ay puro sa loob ng nucleus nito. Sa kasong ito, ang parehong mga kaso ng pagpapalihis ng mga particle ng alpha at mga kaso ng kanilang banggaan sa nucleus ay nangyayari.

Mga eksperimento ni Rutherford: ang nukleyar na modelo ng atom

Noong 1911, si Rutherford, pagkatapos ng maraming pag-aaral, ay nagmungkahi ng isang modelo ng istruktura ng atom, na tinawag niyang planetary. Ayon sa modelong ito, ang isang nucleus ay matatagpuan sa loob ng atom, na naglalaman ng halos buong masa ng particle. Ang mga electron ay gumagalaw sa paligid ng nucleus sa parehong paraan na ginagawa ng mga planeta sa paligid ng araw. Mula sa kanilang kabuuan, nabuo ang tinatawag na electron cloud. Ang atom, sa kabilang banda, ay may neutral na singil, gaya ng ipinakita ng eksperimento ni Rutherford.

Ang istraktura ng atom ay naging interesado sa isang siyentipiko na nagngangalang Niels Bohr. Siya ang nagtapos ng mga turo ni Rutherford, dahil bago ang Bohr ang planetaryong modelo ng atom ay nagsimulang humarap sa mga kahirapan sa pagpapaliwanag. Dahil ang electron ay gumagalaw sa paligid ng nucleus sa isang tiyak na orbit na may acceleration, maaga o huli ay dapat itong mahulog sa nucleus ng atom. Gayunpaman, napatunayan ni Niels Bohr na ang mga batas ng klasikal na mekanika ay hindi na nalalapat sa loob ng atom.