А
79
∑
АБСОЛЮТ БЕЙТАРАП БӨЛШЕК – АЭРОСТАТИКА
124
125
Осы модель бойынша атомның орнықтылығы кванттық түсініктер негізінде
және 1913 ж. дат физигі Нильс
Бор (1885 – 1962) тұжырымдаған атомдық тео-
рияда алғаш рет түсіндірілді. Атомдық физиканың әрі қарай дамытылуы квант-
тық теориямен тығыз байланыста өтті. ХХ ғасырдың 40-жылдарына дейін атом-
дық физика атом ядросының құрылысына және қарапайым бөлшектердің
қасиеттеріне байланысты мәселелерді қамтыды; соңынан білімнің осы саласы
физиканың дербес бөліміне айналды.
АТОМ МОДЕЛЬДЕРІ – атом құрылымын түсіндіруге арналған болжал мо-
дельдер. 1897 ж. ағылшын физигі Джозеф Джон
Томсон (1856 – 1940)
солғын
разрядтағы катодтық сәуленің магниттік және электрлік өрістерде таралуын
зерттеу нәтижесінде теріс зарядты бөлшек – электронды ашқан. Осыдан 6 жыл
өткен соң
Томсон атом моделінің алғашқыларының бірі болып есептелетін өзінің
моделін ұсынған. Осы модель бойынша атом
оң зарядты сфера пішінді болып,
оның ортасының ішінің әр жерінде
теріс зарядты электрондар орналасқан болды.
Сфера ішіне орналасқан электрондардың барлығының теріс зарядының қосынды
мөлшері сфераның оң зарядымен тең болады деп жорылған. Модельдегі электрон-
дар сфераның ортасында тербелетін кезде атом жарық шығарады деп есептелді.
Томсонның ойынша электрондар сфераның ортасының айналасында топталатын
болды. Томсонның моделі бойынша атомның массасы оның алып жатқан барлық
көлемі бойынша біркелкі орналасатын болған.
1908 – 1911 жылдар аралығында ағылшынның басқа бір физигі Эрнест
Резер-
форд (1871 – 1937) металл фольганың (латынша – парақ деген сөз)
α-бөлшектерін
шашырататындығын байқаған. Осы ғылыми тәжірибенің нәтижесінде α-
Атомның алғашқы модельдері: а – У.Томсонның (1902); б – Дж.Томсонның (1904);
Ф.Ленардтың (1903); г – Х.Нагаоканың (1904); д – Э.Резерфордтың (1911) моделі.
1903 жылы Джозеф Томсон (1856–1940) болжаған атом моделі сырттай қарағанда кәдімгі
қарбызға ұқсастау болған (бірақ оның шөпектері қарбыздағыдай көп емес – аздау болуы
тиіс). Томсонның болжалы бойынша атом оң зарядталған сфера тәрізді болып, оның ішінде
теріс зарядты электрондар орналасқан. Қарбыздың шөпектерінің орнында (аздаған) элек-
трондар болған деп елестетуімізге болады.
А
79
∑
АБСОЛЮТ БЕЙТАРАП БӨЛШЕК – АЭРОСТАТИКА
126
127
бөлшектердің көпшілігі әлгі фольгадан өтіп кететіндігін, ішінара кейбір, онда
α-бөлшектерінің 90° бұрышпен кері шағылысатындығы ғалымды ойландырған.
Томсонның моделі бойынша атом массасы сфераның ішінде біркелкі орналаса-
тын болса α-бөлшектердің барлығы бірдей әлгі фольгадан өтіп кетер еді, бірақ
тәжірибеде олай болмай шықты, олай болса α-бөлшектің кейбіреуінің кері ба-
ғытта шағылысуы тығыз массадан өте алмай (тебілген кәдімгі доптың кедергі
қабаттан өте алмай кері серпілетіні секілді) серпілуінен болар деген тұжырым
жасауға түрткі болған. α-бөлшектердің шашыратылуы атомның бүкіл массасы өте
шағын көлем – атом ядросында топталған деген қорытынды шығаруға себепші
болған. Атом ядросының диаметрі атомның диаметрінен 10000 есе кіші екені
айғақталған. Резерфордтың тәжірибесіндегі көпшілік α-бөлшектердің ядроның
массасының маңайынан өтетіндігін, ал кейбір α-бөлшектердің атом ядросымен
соқтығысып, кері серпілетіндігі белгілі болған.
Резерфордың тәжірибесі атомның ядролық моделін жасауға негіз болды. Осы
модель атомның құрылысы туралы біздердің бүгінгі күнгі түсінігіміздің негізіне
алынған. Атомның ортасында
атом ядросы орналасқан (мұның өлшемі жуық
шамамен 10
–14
метр); атомның ядродан өзге көлеміне
электрондар жайғасқан.
Ядроның ішінде электрондар жоқ (бұл ХХ ғасырдың 30-ж. белгілі болған), ядро
оң зарядталған бөлшек протондардан және заряды жоқ бөлшек – нейтрондардан
құралған.
Атомдағы электрондар саны ядродағы протондар санына тең; бұл
берілген химиялық элементтің атомдық нөмірі болып табылады (бұл элементтің
периодтық жүйесіндегі реттік нөмірі). Электронның массасы протонның не-
месе нейтронның массасынан жуық шамамен 2000 есе (дәлірек айтсақ, 1937
есе) аз, сол себепті атомның бүкіл массасы ядрода шоғырланған деуге болады.
Электрондар ядромен әрқилы байланысқан; атом бұлардың кейбіреулерін салы-
стырмалы түрде оңай «жоғалта» алады, электронынан айырылған атом оң ионға
айналады. Қосымша түрде электрон қосып алған атом – теріс ион болады.
Атом электрмагниттік сәуле жұту кезінде қозады. Атом тек берілген химиялық
элементтің сипатына тән энергия мөлшерін (
кванттарды) жұтады немесе
шығарады (таратады). Атом сәуле жұтқан кезде (кванттық ауысуға ұшырайды)
төменгі деңгейден едәуір жоғары деңгейге, ал сәуле шығару кезінде – жоғары
деңгейден едәуір төменгі деңгейге ауысады. Квант жұту (шығару) энергиясы
әрқашан қарастырылып отырған кванттық ауысулардың арасындағы энергиялар
айырымына тең болады.
Дж. Дж.
Томсонның ұсынған атом моделінен өзгедей де модельдер ұсыныл-
ған болатын.
