В опытах Резерфорда поток быстрых положительно заряженных частиц направляли на тонкую золотую фольгу. Оказалось, что почти все частицы проходят фольгу насквозь, но примерно одна из нескольких тысяч отскакивает назад. Объясни, к какому выводу привёл этот результат и почему он означает, что атом практически пуст. Что пришлось изменить в прежней модели атома?
Что известно и что ищем
Описан результат опыта и его количественная особенность: почти все частицы проходят, немногие отскакивают.
Ищем объяснение и формулировку новой модели атома.
Отдельно разбираем, почему модель потребовала дополнения: она объяснила рассеяние, но вступила в противоречие с устойчивостью атомов.
Ход решения
Шаг 1. Разбираем, почему большинство частиц проходит. Если бы положительный заряд и масса были распределены по всему атому равномерно, каждая частица отклонялась бы на небольшой угол: электрическая сила действовала бы на неё со всех сторон примерно одинаково. Значит, почти свободный пролёт говорит о том, что внутри атома частице почти ничто не мешает.
Шаг 2. Разбираем, откуда берутся отскоки. Сильное отклонение назад возможно только при столкновении с очень массивным и очень сильно заряженным объектом, сосредоточенным в крошечной области. Так появляется планетарная модель: почти вся масса и весь положительный заряд собраны в ядре, а электроны движутся вокруг на большом (по атомным масштабам) расстоянии.
Шаг 3. Оцениваем масштаб. Если отскакивает одна частица из нескольких тысяч, то размер ядра во много тысяч раз меньше размера атома. Отсюда сравнение, которое легко запомнить: если увеличить атом до размеров стадиона, ядро окажется размером с горошину в центре поля.
Шаг 4. Ищем противоречие новой модели. Движущийся по орбите электрон должен был бы непрерывно излучать энергию и за очень короткое время «упасть» на ядро. Значит, планетарная модель неполна: по законам классической физики атом не был бы устойчив.
Шаг 5. Формулируем дополнение. Бор предположил, что электрон может находиться только на разрешённых стационарных орбитах и излучает (или поглощает) свет порциями — квантами — лишь при переходе между ними. Из этого сразу следует, что спектры газов линейчатые, а не сплошные: каждый элемент светит своим набором линий, как штрих-код. Так модель атома становится проверяемой по спектрам.
Проверь себя
Ответ: опыт Резерфорда показал, что положительный заряд и почти вся масса атома сосредоточены в маленьком ядре, а сам атом в основном пуст; модель дополнили гипотезой Бора о стационарных орбитах и квантах.
Проверка вывода: если бы заряд был распределён равномерно, отскоков назад не наблюдалось бы вовсе. Именно редкие сильные отклонения доказывают существование компактного ядра.
Ловушка: говорить, что Резерфорд «увидел атом». Наблюдали не атом, а следствия рассеяния; модель построили по статистике отскоков, и это хороший пример того, как физика делает выводы о ненаблюдаемом напрямую.
Как объяснить ребёнку
«Атом — как стадион: бегуны-электроны носятся по краям, а весь «вес» собран в горошине в центре. Быстрая частица, пущенная через стадион, чаще всего не задевает горошину вовсе — поэтому почти все пролетают, и лишь редкие ударяются и отскакивают».
Тема для отчёта родителю
«Опыты Резерфорда и планетарная модель атома: почему атом почти пуст».
Формулировка задания — наш аналог по теме, а не текст из учебника.
Видео по теме
Плеер сайта подгружается по нажатию, встроенный плеер площадки — при прокрутке до него: страница не тормозит из-за видео.
Атом и атомное ядро: радиоактивность и ядерные реакции — 9 класс, Физикавидео · 3:26 · 11.10.2026Атом и атомное ядро: радиоактивность и ядерные реакции — 9 класс, разбор за три минуты. Ядро описывают всего двумя числами: зарядовое число — это число протонов, оно задаёт заряд ядра и место элемента в периодической системе, а массовое число — сумма протонов и нейтронов. Атомы одного элемента с разным числом нейтронов — изотопы: клетка в таблице одна, а устойчивость ядер разная. В ролике: почему атом почти пуст — в опытах Резерфорда почти все частицы проходили сквозь тонкую золотую фольгу, но примерно одна из нескольких тысяч отскакивала назад, а размазанный по атому заряд таких отскоков не дал бы → альфа-распад: альфа-частица — ядро гелия, два протона и два нейтрона, поэтому массовое число уменьшается на четыре, зарядовое на два, и элемент уходит на две клетки к началу таблицы (238/92 → 234/90) → бета-распад: нейтрон превращается в протон и испускает электрон, протонов на один больше, а массовое число почти не меняется — элемент сдвигается на клетку вправо (углерод 14 → азот 14) → проникающая способность: альфа-частицу задерживает лист бумаги, бета-частицы — миллиметры металла, от гамма-квантов спасает толстый слой свинца или бетона → ядерная реакция: сумма массовых и сумма зарядовых чисел до реакции равны суммам после, поэтому алюминий 27/13 плюс нейтрон даёт натрий 24/11 и альфа-частицу (27 + 1 = 28 = 24 + 4; 13 + 0 = 13 = 11 + 2) → правило «почему так»: частицы не исчезают, а переходят из ядра в ядро; планетарную модель дополнили гипотезой Бора о разрешённых орбитах и квантах; энергия реакции берётся из внутренней энергии ядра → типичные ошибки: путают массовое и зарядовое числа, ждут потери массы при бета-распаде, считают, что протоны и нейтроны сохраняются по отдельности → проверь себя: два числа ядра без путаницы и дописанная реакция.
Короткий разбор той же темы — меньше минуты и вертикально: удобно смотреть с телефона.
Ядро атома: два числа вместо угадыванияшортс · 0:47 · 17.10.2026Атом и атомное ядро за 45 секунд, 9 класс. Ядро крошечное, но в нём почти вся масса атома: частица, пущенная в тонкую фольгу, проходит насквозь, а редкая отскакивает назад — значит, заряд и масса собраны в маленьком ядре.Смотреть на странице темы