§ 31. Строение атома

Известно, что мельчайшие частицы вещества постоянно притягиваются и отталкиваются. Возникает закономерный вопрос: какова природа этих сил? Гравитация здесь совершенно не подходит, поскольку масса элементарных объектов ничтожна, а тяготение не способно создавать отталкивание. Следовательно, внутри частиц скрываются иные взаимодействия, напрямую связанные с их внутренним устройством. Долгое время учёные считали атом неделимым кирпичиком материи. Однако накопленные экспериментальные данные заставили физиков усомниться в этой догме и начать кропотливое исследование внутреннего мира микрообъектов. Учёные искали объяснение, не находя его в известных законах механики.

Первые серьёзные открытия сделал Дж. Дж. Томсон. Его опыты доказали наличие внутри атома лёгких отрицательных частиц, названных электронами. Если бы атом состоял только из них, он обладал бы огромным зарядом, и все окружающие предметы постоянно притягивались бы или отталкивались, что противоречит наблюдениям. Значит, внутри обязательно присутствует и положительный заряд, компенсирующий отрицательный. В 1911 г. Эрнест Резерфорд предложил новую схему строения материи. Практически вся масса сосредоточена в крошечном центре, вокруг которого на разных орбитах движутся электроны (рис. 1: в середине — плотный комок из трёх протонов и четырёх нейтронов, а вокруг него по двум пунктирным орбитам разбегаются электроны).