V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
Uprostřed: Ruthefordovo experimentální uspořádání rozptylu α-
částic kovovou fólií.htm (24 58) [15.1. vývoji představ struktuře atomů. Částice prolétající vnitřní částí atomů zlata
však jevily značné úhly odklonu.
Vlevo: Thomsonův "pudinkový" model atomu. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika
Obr.1.10. když většina částic alfa snadno pronikla
okrajovými částmi atomů, některé nich musely odrazit "něčeho" malého, těžkého kladně nabitého
uvnitř atomu.107m/s), takto rozptýlily, musely uvnitř
atomů působit velké síly, což nebylo možné Thomsonova modelu poměrně lehkou, řídce
rozptýlenou kladnou hmotou níž jsou vnořeny lehké elektrony.RNDr. Vpravo: Rozdílnost rozptylu α-částic atomy pro případ Thomsonova modelu modelu atomu jádrem.1911 důležitý experiment rozptylem částic a
(o max. Prošlé částice alfa pak měly zanechat své světelné stopy jen na
malé plošce zadní straně baňky, přímém směru zářiče.1. energii 7,7MeV, emitovaných přírodním radionuklidem 226Ra jeho rozpadovými produkty, především
poloniem) při jejich průchodu tenkou zlatou fólií (tloušťky cca 3. Právě okolí tohoto extrémně malého, těžkého
a kladně nabitého jádra, kolem něhož podle Coulombova zákona panují velmi vysoké
intenzity elektrického pole, dochází účinnému rozptylu těch α-částic, které prolétají těsně kolem
jádra (obr.1.4 vpravo dole).1.1.1. Tyto částice
sledovali Rutheford spolupracovníky vizuálně podle záblesků scintilační vrstvě (sirník zinečnatý),
kterou byla baňka, obklopující ozařovanou fólii, zevnitř potažena. Aby těžké částice alfa (jsou více než 7000-krát těžší
než elektron), pohybující vysokou rychlostí (téměř 2.
Experiment však ukázal, řada částic rozptýlila velký úhel, některé byly dokonce odraženy
do opačného směru obr.Rutheford, který svými
spolupracovníky Geigerem Marsdenem provedli r.
Detailnějšího experimentálního průzkumu struktury atomů ujal E.4 uprostřed *).
*) Většina záblesků sice podle očekávání objevila zadní straně baňky přímém směru zářiče, což
odpovídalo průletu částic alfa "mezerami" mezi atomy, daleko jader.
Elektrony tomto Ruthefordově modelu atomu však nemohou být klidu, protože je
elektrostatická síla přitáhla jádru atom zkolaboval musejí pohybovat (obíhat) kolem jádra po
takových drahách, kde elektrická přitažlivá síla vyvážena odstředivou silou oběhu, analogicky jako
http://astronuklfyzika.4 vpravo
nahoře); rovnoměrné řídké rozložení náboje hmoty uvnitř atomu způsobuje při průchodu těžkých
částic jen slabé elektrické síly.cz/JadRadFyzika.
K objasnění těchto experimentálních výsledků Rutheford opustil Thomsonův model navrhl obraz
atomu složeného velice drobného jádra (menšího než desetitisícina průměru celého atomu), němž je
soustředěn kladný náboj téměř veškerá hmotnost atomu, elektronů nacházejících v
určité (relativně poměrně velké) vzdálenosti jádra.1.2008 12:13:16]
.4 uprostřed; částice alfa průchodu rozptylu fólií jsou označeny α'.10-4mm, což odpovídá kolem 104 atomových
vrstev) obr.1.1.4.
Podle Thomsonova modelu atomu očekávalo, těžké rychlé částice alfa snadno "prostřelí"
tenkou zlatou fólii projdou fólií buď přímo, nebo jen malým rozptylem (obr
