Развитие идеи о планетарной модели атома

Развитие идеи о планетарной модели атома. Не сразу ученые пришли к правильным представлениям о строении атома. Один из первых экспериментальных фактов, свидетельствующих о сложности атомов, о существовании у них внутренней структуры электрической природы, был установлен Фарадеем.

На основании опытов по электролизу различных солей и других соединений можно было с уверенностью утверждать, что электрические заряды имеются в атомах всех элементов. Однако надо было выяснить, что представляет собой электричество, является ли оно непрерывной субстанцией или в природе существуют неделимые атомы электричества. Так как при электролизе одинаковое количество атомов любого одновалентного элемента всегда переносит одно и то же количество электричества, можно было предположить, что в природе существует атом количества электричества, одинаковый в атомах всех элементов. Этот заряд получил название элементарного заряда.

В 1891 году ирландский физик Дж. Стоней предложил для него название электрон Решающие эксперименты, доказавшие реальность существования электронов, были выполнены английским физиком Дж. Томсоном в 1899 году. Модель атома по Томсону представляла собой положительно заряженную жидкость, в которой плавают отрицательные электроны.

На протяжении 12 лет эта модель представлялась весьма правдоподобной. Но в 1911 году из опытов Резерфорда, сыгравшего большую роль в понимании строения атома, непосредственно вытекает п л а н е т а р н а я модель атома. Основные положения теории атома сформулировал Нильс Бор. Этот величайший переворот в физике произошел на рубеже ХХ века. Именно в это время великие принципы классической физики обнаружили свою несостоятельность перед лицом новых фактов.

Физики перешли границы новой неведомой области, имя которой - микромир. Удар по представлениям, ставшим привычными, оказался тем более чувствительным, что в конце ХIХ века даже выдающиеся физики были убеждены в том, что основные законы природы раскрыты, и остается использовать их для объяснения различных явлений и процессов. Ведь до этого фундаментальные принципы классической механики Ньютона, электродинамики Максвелла и др. разделов физики получали все новые и новые подтверждения своей справедливости.

Никому не приходило в голову, что с уменьшением, к примеру, массы тел или увеличением их скорости законы Ньютона, давно считавшиеся чуть ли не самоочевидными, могут оказаться несостоятельными. И вот выяснилось, что атомы подвержены разрушению. Странные свойства обнаружил электрон. Его масса выростала со скоростью. Основная характеристика тела - масса, считавшаяся со времен Ньютона неизменной, оказалась зависящей от скорости.

А ведь массу было принято рассматривать как меру количества вещества, содержащегося в теле. Но эти трудности оказались трамплином для новых теорий ХХ века - теории относительности и квантовой механики. Классическая физика оказалась частным, или, точнее, предельным случаем теории относительности при скоростях, значительно меньших скорости света. Термин Э. ч. часто употребляется в современной физике не в свом точном значении, а менее строго для наименования большой группы мельчайших частиц материи, подчиннных условию, что они не являются атомами или атомными ядрами исключение составляет простейшее ядро атома водорода протон.

Как показали исследования, эта группа частиц необычайно обширна. К ней относятся протон р, нейтрон n и электрон e фотон g, пи-мезоны p, мюоны m, нейтрино трх типов электронное ve, мюонное vm и связанное с т. н. тяжлым лептоном vt, т. н. странные частицы К-мезоны и гипероны, разнообразные резонансы, открытые в 1974 77 y-частицы, очарованные частицы, ипсилон-частицы и тяжлые лептоны t, t всего более 350 частиц, в основном нестабильных.

Число частиц, включаемых в эту группу, продолжает расти и, скорее всего, неограниченно велико при этом большинство перечисленных частиц не удовлетворяет строгому определению элементарности, поскольку, по современным представлениям, они являются составными системами см. ниже. Использование названия Э. ч. ко всем этим частицам имеет исторические причины и связано с тем периодом исследований начало 30-х гг. 20 в когда единственно известными представителями данной группы были протон, нейтрон, электрон и частица электромагнитного поля фотон.

Эти четыре частицы тогда естественно было считать элементарными, т. к. они служили основой для построения окружающего нас вещества и взаимодействующего с ним электромагнитного поля, а сложная структура протона и нейтрона не была известна. Открытие новых микроскопических частиц материи постепенно разрушило эту простую картину.

Вновь обнаруженные частицы, однако, во многих отношениях были близки к первым четырм известным частицам. Объединяющее их свойство заключается в том, что все они являются специфическими формами существования материи, не ассоциированной в ядра и атомы иногда по этой причине их называют субъядерными частицами. Пока количество таких частиц было не очень велико, сохранялось убеждение, что они играют фундаментальную роль в строении материи, и их относили к категории Э. ч. Нарастание числа субъядерных частиц, выявление у многих из них сложного строения показало, что они, как правило, не обладают свойствами элементарности, но традиционное название Э. ч. за ними сохранилось