Виток спирали
Шрифт:
И у него получилось — на каждый атом приходится ровно два заряда.
Но расчет расчетом. А вот сосчитать бы, сколько на самом деле выстреливается альфа-частиц!
Сэр Уильям Крукс, о котором читателю уже кое-что известно, вскоре после открытия радия изобрел замечательный прибор. Поначалу он казался игрушкой. Это не должно удивлять: ракеты, например, тоже долго служили в основном для игры — праздничных фейерверков.
Придуманная Круксом игрушка была похожа на окуляр от бинокля. Небольшая трубочка,
Приложив глаз к лупе спинтарископа — так называл Крукс свою игрушку (от греческих слов спинтар — "искра" и скопейн — "наблюдать"), — можно было увидеть экран, на котором, как рой падающих звезд на ночном небе, вспыхивали и гасли голубые искры. Каждая искра означала встречу альфа-частицы, вылетающей из радия, с молекулой сернистого цинка.
Предназначалась игрушка для демонстрации необычайных свойств нового элемента, открытого Марией и Пьером Кюри.
Разумеется, Резерфорд, как и все, кому удавалось заглянуть в спинтарископ, был заворожен звездным дождем альфа-частиц. Но еще большее впечатление произвела на него простота прибора, в котором было видно действие одной-единственной альфа-частицы. Ибо это значило, что частицы можно считать.
И Резерфорд вместе со своим помощником Гансом Гейгером принялся считать альфа-частицы.
Это была изнурительная работа — без конца глядеть в окуляр, не проморгать ни единой вспышки на экране. (Не проморгать в самом прямом смысле этих слов: не моргнуть.)
Они считали, считали, считали не сотни, не тысячи, не десятки и даже не сотни тысяч альфа-частиц. Миллионы!
Но зато, когда счет был закончен, и было подсчитано число атомов гелия, выделившегося из радиоактивного препарата, и оба этих числа совпали, вот тогда Резерфорд мог наконец со спокойной душой объявить: инкогнито альфа-частиц раскрыто! Каждая альфа-частица — это атом гелия — вернее, его ядро.
Так игрушка Крукса оказалась первым в истории окошком, заглянув в которое, человек мог воочию убедиться в существовании атомов.
С этого времени перестала существовать атомная гипотеза — атомное строение вещества стало очевидным фактом.
…Итак, альфа-частица окапалась атомом гелия.
А бета-частица оказалась, как и предполагали, электроном.
Какие-то неведомые силы выбрасывали их из атомов всех тяжелых элементов, стоящих в таблице Менделеева после свинца.
И когда какая-нибудь из этих частиц покидала атом, он сразу же становился атомом другого элемента. Потеряв альфа частицу, торий становился радием, радий становился радоном, радон — полонием, полоний — свинцом. Потеряв бета-частицу, актиний становился торием.
Как говорится, ясно и понятно.
Но недаром существует поговорка: "Нос вылезет — хвост увязнет".
Радий получался из урана, и из тория, и из актиния. И из каждого радия получался свой радон. Из каждого радона свой полоний. Из каждого полония свои свинец… Вместо одного радия получалось множество
Глава четвертая,
в которой Резерфорд находит атомное ядро, а Бор — электронную оболочку
Прибор, в котором Эрнст Резерфорд стал обстреливать атомами гелия (альфа-частицами) атомы других веществ, был похож на Круксов спинтарископ, только побольше. В одном конце многометровой стеклянной трубы вместо иглы находилась ампула с радиевой солью, а другой конец упирался в экран из сернистого цинка.
По трубе, как по пушечному стволу, несся в сторону цели пучок альфа-частиц. А целью была тонкая металлическая пластинка — фольга, поставленная перед экраном.
Листочек фольги, конечно, не в состоянии был задержать стремительные снаряды альфа-частиц, и позади него на экране вспыхивали, как и в Круксовом спинтарископе, искры.
Уже во время первых опытов Резерфорд заметил, что вспышки несколько смещаются от направления полета частиц. Отчего? Что могло заставить их отклоняться от первоначального пути?
Конечно, только атомы металла, из которых состояла фольга!
Вот и было бы интересно посмотреть, как это зависит от атомного веса металлов. Не совпадут ли величины отклонения с изменениями атомного веса?
В 1909 году Резерфорд поручил одному из своих лаборантов — Эрнсту Марсдену — проверить это на листках разных металлов.
Марсден начал с золотой фольги. Он поместил золотую мишень перед экраном и скоро увидел, что выполнить задание Резерфорда будет не так-то просто. Вспышки от вылетающих из круглого стеклянного дула альфа-частиц не образовывали на экране четкого круга. Некоторые искорки вспыхивали далеко в стороне.
Марсден не раз налаживал и настраивал свой прибор, но вспышки никак не желали оставаться в очерченном трубой кругу.
Он доложил о странном поведении альфа-частиц Резерфорду. Тот пришел, понаблюдал за вспышками и дал Марсдену не менее странное указание.
— Посмотрите-ка, не отражаются ли альфы-частицы от фольги.
И ушел.
Эрнст Марсден был всего-навсего двадцатилетним лаборантом. Но он понял: если хоть одна альфа-частица отразится от фольги, то тем самым выявится нечто совершенно невероятное. Потому что как это может тонюсенькая фольга отбросить снаряды, летящие со скоростью двадцать пять тысяч километров в секунду?
Прошло несколько дней.
Марсден переделал прибор, установил дополнительные экраны и стал терпеливо ждать.
И вот первая вспышка — не за фольгой, а перед фольгой!.
Вот еще одна. И еще.
И снова пауза. И снова вспышка.
Марсден считал весь вечер и всю ночь.
На каждые восемь тысяч вспышек за мишенью появлялась одна вспышка перед ней. Один из восьми тысяч снарядов фольга отказывалась пропускать и отправляла обратно.
На следующий день Марсден заменил золотой листок медным, потом медный — алюминиевым.