Протон. Резерфорд

Квант и фотон

В классической физике вплоть до начала XX века господствовало представление, что величины, с которыми она имеет дело, носят непрерывный характер. Для описания таких величин И.Ньютоном и Г.В.Лейбницем были созданы дифференциальное и интегральное исчисления.

В 1900 г. немецкий физик Макс Планк (1858—1947) он предложил математические формулы, которые позволяли согласовывать описание частоты и энергии излучения с энергией тела, испускающего или поглощающего это излучение.

Минимально возможную порцию энергии он назвал «квант» ( от лат. quantum - сколько )

При этом кванты энергии должны быть пропорциональны крошечной универсальной постоянной (позже ее назвали постоянной Планка (h) -одна из универсальных числовых констант природы: (6,6260755 ± 0,00023)*10^–34 Джоулей в секунду.

1905 год в Швейцарии никому тогда ещё неизвестный молодой Альберт Эйнштейн (26 лет) (1879-1955) опубликовал статью, в которой, развивая идею Планка о квантах энергии, выдвинул гипотезу, что свет может обладать одновременно и волновыми и корпускулярными свойствами. Элементарную частицу света он предложил назвать фотоном (от греч. photós - свет). В этой же статье он обосновал формулу E=mc²

Масса покоя ­ масса частицы/тела в системе отсчета, в которой эта частица/тело покоится поскольку как доказывает теория относительности Эйнштейна – масса тела зависит от скорости движения, для фотонов невозможна такая точка отсчёта, относительно который эти частицы были бы неподвижны, они существуют всегда только в движении, поэтому и их масса покоя равна нулю.

В первые годы 20 века в Кавендишской лаборатории у Джеймса Томсона начал работать сын новозеландского фермера Эрнест Резерфорд (1871-1937). К этому времени Кавендишскую лабораторию неофициально называли питомником гениев. В 1919 г. Резерфорд сменил Томсона на посту главы Кавендишской лаборатории

Совместно с учениками Гейгером (счётчик Гейгера – измеряющий уровень радиации) Резерфорд определил более точно заряд и массу так называемых альфа-частиц, вылетающих из радиоактивного урана. Резерфорд и Гейгер доказали что альфа-частиц были не чем иным, как атомами гелия, потерявшими по два электрона. Атомы гелия, которые вылетали из урана? Это казалось чудом! В итоге оказалось, что все радиоактивные элементы в естественных условиях распадаются на другие элементы с меньшим атомным номером, а в конечном итоге превращаются в свинец.

В 1913 гору Э.Резерфорд и его коллега Фредерик Содди (1877—1956), исследуя действие на атомы, альфа-частиц, испускаемых радиоактивных элементами, доказали, что основная часть массы атома сосредоточена в его центральной части — ядре, так как вдали от него альфа-частицы проходят беспрепятственно. Напротив, небольшое число частиц резко меняет свое направление, когда проходит вблизи центральной части ядра. Это побудило Резерфорда предположить, что положительно заряженные альфа-частицы отталкиваются от ядра, несущего, по-видимому, также положительный заряд.

Основываясь на этих экспериментах, он разработал планетарную модель атома, согласно которой вокруг массивного положительно заряженного ядра по своим орбитам вращаются отрицательно заряженные электроны. В 1920 г Резерфорд предложил для ядерных частиц название протоны (от греч. protos - первый) – по номеру водорода, ядро которого и содержало всего одну такую частицу.

Дата добавления: 2014-01-14