Что можно узнать об электронах, роящихся вокруг атомного ядра? Величину положительного заряда ядра и, следовательно, равное ему число электронов в атоме можно определить из экспериментов по рассеянию различных частиц на атомных ядрах. При подобных опытах быстрые частицы отталкиваются от ядер и регистрируется число частиц, отклонившихся на различные углы. Эти эксперименты были впервые выполнены Гейгером и Марсденом вместе с Резерфордом в 1910 году. О них лучше всего рассказано в книгах по ядерной физике.

Сейчас заряд ядра чаще всего определяют не по рассеянию частиц на ядрах, а с помощью рентгеновских лучей. Если электрон переходит в атоме с одной орбиты на другую, более близкую к ядру, то он отдает энергию в виде рентгеновских лучей. Заряд ядра можно вычислить по энергии этого рентгеновского излучения.

Зная число атомов в единице объема вещества, можно легко определить приблизительный размер атомов, исходя из плотности твердых тел. При этом предполагается, что в самых плотных телах атомы почти касаются друг друга. Этот и другие методы показывают, что атомы имеют примерно 1-2 А в диаметре (1 А= Ю-8 см).

Труднее определить скорость движения электрона. Мы не в состоянии отметить промежуток времени, в течение которого электрон проходит фиксированный отрезок пути, так как это делают при определении скорости гоночного автомобиля, мы не можем сделать серию фотографий электрона и сравнить их между собой.

Атом — это настолько миниатюрная и сложная система, что все наши обычные методы измерения скорости оказываются неточными. Наиболее эффективный метод зондирования электрона в атоме (с целью измерить его скорость) состоит в обстреливании атома другими электронами. Если зондирующий электрон попадает в какой-либо электрон в атоме, то он отклоняется в сторону от своего первоначального пути, и по углу отклонения можно определить скорость электрона, с которым он столкнулся. Однако этот метод, оказывается, не такой уж совершенный.

Это все равно что вести автомашину с закрытыми глазами на максимальной скорости, чтобы определить, есть ли движение транспорта на поперечной улице: если происходит столкновение на перекрестке, то надо сделать вывод, что на поперечной улице находился какой-то автомобиль. К сожалению, более тонкого способа наблюдения за электронами внутри атома пока не существует.

Комментарии запрещены.