Схема опытов Резерфорда

Источником альфа-частиц являлся один из изотопов радия (радий С). Рассеянные частицы фиксировали по вспышкам света, которые происходили при попадании частицы в объектив микроскопа (там находился люминофор). Углы рассеяния измеряли с помощью градусных делений шкалы гониометра.

Для полноты и тщательности научного эксперимента, микроскоп был отведен и на углы, большие 90 градусов, без надежды на регистрацию рассеянных частиц. Совершенно неожиданно было обнаружено, что малое количество альфа-частиц (примерно одна частица на 8000 падающих) отклоняется почти назад, под углами до 180 градусов.

По воспоминаниям Э.Резерфорда (1871-1937), у него было ощущение, что пушечный снаряд отразился от листа бумаги! Однако через день Резерфорд догадался, какой внутренней структуре атома соответствуют результаты измерений.

Сопоставим силы отталкивания, которые возникают при пролете альфа-частицы сквозь атом по различным моделям. Чтобы остановить aльфа-частицы, а затем разогнать их в обратном направлении, потенциальная энергия электростатического отталкивания одноименно заряженных частиц W_п должна быть равна или больше кинетической энергии бомбардирующих частиц W_к.

Как следует из формулы (1.1), огромное значение потенциальной энергии взаимодействующих зарядов возможно только при r - малом. Для атома по модели Томсона наименьшее значение расстояния r, которое мы имеем право подставить в формулу (1.1), имеет порядок размера атома r _а.