10 α L DK Рис.21.4. Мишень и коллиматор, определяющий сечение потока 2 α-частиц Sα=πD K/4 частиц. После рассеяния эти частицы попадают в телесный угол dΩ. Пусть мишенью является тонкая пластинка (фольга) из металла с порядковым номером Z в таблице Менделеева. Обозначим L толщину фольги, площадь поперечного сечения Sα потока α-частиц, число ядер (атомов) в единице объёма металла N0 (рис.21.4). Число рассеивающих центров на пути потока составит Акты рассеяния α-частиц различными атомными ядрами независимы. Отсюда следует, что число α-частиц, рассеянных фольгой в единицу времени в телесный угол dΩ определяется выражением В таком виде формула была проверена в опытах Резерфорда. В 2 ней dΩ = SД/R – телесный угол, под которым видно из центра мишени входное окно SД детектора (счётчика) α-частиц, R – расстояние от мишени до детектора. Сотрудники Резерфорда произвели проверку формулы, путём подсчёта сцинтилляций, наблюдавшихся под разными углами θ за одинаковые промежутки времени. Результаты опыта показали: – число сцинтилляций оказалось пропорционально . При по4 стоянстве N, I, Eα,, dΩ величина sin (θ/2)dnθ постоянна, т.е. не зависит от угла рассеяния θ; – число частиц, рассеянных под углом θ пропорционально квадрату зарядового числа Z атомов мишени. Опыты с фольгами из разных материалов и разной толщины полностью подтвердили верность формулы. Подтверждение на опыте формулы Резерфорда явилось доказа−12 тельством справедливости закона Кулона на расстояниях до 10 см, на которые могут сближаться α-частицы и рассеивающие их ядра. Результаты опытов привели к неожиданному для того времени выводу, что в центре атома находится плотное положительно заряжен−12 ное ядро. Это ядро занимает только 10 часть полного объёма атома, но содержит весь положительный заряд и не менее 99,95 % его массы.