Атомна і ядерна фізика

Історія виникнення вчення про будову атома.

1833 рік – при вивченні законів електролізу встановив, що атом має складну структуру і що

всередині атома наявні електричні заряди

1897 рік – вивчаючи розряд в газах, Дж. Томсон відкрив електрон і виміряв його питомий заряд.

1909 рік – Р. Міллікен виміряв заряд електрона

1906 рік – Е.Резерфорд запропонував планетарну модель атома.

Д ослід Резерфорда. Резерфорд зондував атоми золота швидкими ядрами гелію ( ), які вилітали з радіоактивного джерела, вміщеного в свинцевий контейнер. Навпроти отвору в контейнері, на шляху - частинок, розташовувалась тонка золота фольга. Навколо установки розташовувався екран, покритий ZnSO₄, який у місті потрапляння частинки починав світитись і давав змогу фіксувати рух - частинок. Переважна кількість ядер гелію проходила крізь фольгу не помічаючи перешкоди, але деякі ядра проходячи крізь фольгу, відхилялись на значні кути, а незначна їх кількість навіть відбивалась назад.
Висновки з дослідів Резерфорда.

В об’ємі атома (діаметр атома 10^-10м) більшість простору порожня. Майже вся його маса (99%) сконцентрована в дуже малому ядрі (діаметром 10^-15м)
Ядро атома має позитивний заряд, величина якого за модулем дорівнює сумарному заряду електронів в атомі
Кількість електронів в атомі дорівнює порядковому номеру елемента в таблиці Менделєєва.

Планетарна модель атома: в центрі атома знаходиться маленьке (в 100000 разів менше за атом) масивне (99% маси атома) позитивно заряджене ядро, а навколо ядра рухаються електрони. Сумарний заряд електронів дорівнює заряду ядра, тому загальний заряд атома дорівнює нулю.
Недоліки планетарної моделі атома: з електромагнітної теорії Максвела випливало, що електрони навколо ядра повинні рухатись з доцентровим прискоренням, а наявність прискорення свідчило про те, що електрони повинні випромінювати електромагнітні хвилі, втрачаючи енергію, і за розрахунками за час рухаючись по спіралі до ядра мусять припинити свій рух (тобто атом мав припинити своє існування). Насправді, у не збудженому стані атоми не випромінюють електромагнітні хвилі. Крім того, пояснити існування лінійчатих спектрів випромінювання модель атома Резерфорда теж не змогла.
Квантові постулати н. Бора:

Електрон в атомі може перебувати тільки на певних стаціонарних (квантових) орбітах, випромінювання енергії електроном при цьому не відбувається. Кожна з таких орбіт має певний радіус і характеризується певним значенням енергії електрона
Випромінювання чи поглинання енергії атомом відбувається внаслідок переходу електрона з одного енергетичного рівня на інший. Частота випромінювання при цьому визначається за формулою