Колись люди уявляли атом як маленьку суцільну кульку. Пізніше з’явилася інша модель: ніби атом — це “пудинг”, у якому позитивний заряд розмазаний по всьому об’єму, а електрони просто “встромлені” всередину. Але експеримент Резерфорда спростував ці гіпотези.
На початку ХХ століття Ернест Резерфорд вирішив перевірити: чи справді заряд у атомі розподілений рівномірно?
Він взяв надзвичайно тонку золоту фольгу і почав обстрілювати її альфа-частинками — маленькими, але дуже швидкими та важкими “снарядами”.
Навколо фольги розмістили спеціальний екран, покритий речовиною, яка спалахувала при попаданні частинки. Завдяки цьому можна було побачити, куди саме вони летять після зіткнення.
За тодішньою моделлю частинки мали пролітати майже прямо, іноді — трохи відхилятися. І більшість так і поводилась. Але деякі частинки різко змінювали напрямок, ніби натикалися на щось тверде. А інколи взагалі відскакували назад — прямо у бік джерела.
Це було дуже несподівано. Єдине пояснення було таким: всередині атома є щось дуже маленьке, але надзвичайно щільне і позитивно заряджене. Щось, що може зупинити і відбити альфа-частинки.
Так було відкрито атомне ядро. Виявилося, що майже вся маса атома зосереджена в крихітній точці, а все інше — це майже порожній простір, у якому рухаються електрони.
Саме ядро складається з двох типів частинок — протонів і нейтронів.
Протони мають позитивний заряд. Саме вони створюють той самий “плюс” у центрі атома, який притягує електрони. Кількість протонів визначає, який це елемент. Наприклад, якщо в ядрі 1 протон — це водень, якщо 8 — це кисень, якщо 6 — це вуглець.
Нейтрони не мають електричного заряду — вони нейтральні. Але при цьому мають майже таку ж масу, як і протони. Разом вони “утримують” ядро і роблять його стабільним.
майже вся маса атома — це саме протони і нейтрони. Електрони ж настільки легкі, що їхній внесок у масу майже непомітний. Але тут виникає нове запитання. Якщо електрони рухаються навколо цього позитивного ядра, чому вони просто не падають на нього?