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.
1. Vpravo: Rozdílnost rozptylu α-částic atomy pro případ Thomsonova modelu modelu atomu jádrem.
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. 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.htm (24 58) [15. energii 7,7MeV, emitovaných přírodním radionuklidem 226Ra jeho rozpadovými produkty, především
poloniem) při jejich průchodu tenkou zlatou fólií (tloušťky cca 3.4 uprostřed; částice alfa průchodu rozptylu fólií jsou označeny α'. Prošlé částice alfa pak měly zanechat své světelné stopy jen na
malé plošce zadní straně baňky, přímém směru zářiče.cz/JadRadFyzika.1. Částice prolétající vnitřní částí atomů zlata
však jevily značné úhly odklonu.1.1.4.1.4 vpravo
nahoře); rovnoměrné řídké rozložení náboje hmoty uvnitř atomu způsobuje při průchodu těžkých
částic jen slabé elektrické síly.1.RNDr. Uprostřed: Ruthefordovo experimentální uspořádání rozptylu α-
částic kovovou fólií. vývoji představ struktuře atomů.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.
Podle Thomsonova modelu atomu očekávalo, těžké rychlé částice alfa snadno "prostřelí"
tenkou zlatou fólii projdou fólií buď přímo, nebo jen malým rozptylem (obr. 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. když většina částic alfa snadno pronikla
okrajovými částmi atomů, některé nich musely odrazit "něčeho" malého, těžkého kladně nabitého
uvnitř atomu.
Vlevo: Thomsonův "pudinkový" model atomu.4 uprostřed *).
Experiment však ukázal, řada částic rozptýlila velký úhel, některé byly dokonce odraženy
do opačného směru obr. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika
Obr.1.1911 důležitý experiment rozptylem částic a
(o max.1.
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.10.4 vpravo dole).
Detailnějšího experimentálního průzkumu struktury atomů ujal E.1.Rutheford, který svými
spolupracovníky Geigerem Marsdenem provedli r.10-4mm, což odpovídá kolem 104 atomových
vrstev) obr.1.2008 12:13:16]
.
*) Většina záblesků sice podle očekávání objevila zadní straně baňky přímém směru zářiče, což
odpovídalo průletu částic alfa "mezerami" mezi atomy, daleko jader
