Ранее мы рассмотрим некоторые данные о строении атомов, накопленные Резерфордом и его сотрудниками за первые десятилетия текущего столетия. Основные опыты Резерфорда были проведены с а-частицами. Мы уже знаем, как Резерфорд и Гейгер определили, что а-частицы несут два элементарных заряда. Опишем теперь два опыта, подобных проделанным Резерфордом и Робйнсоном, для определения масс а-частицы. В одном из этих опытов мы определяем количество движения иона, измеряя его отклонение в магнитном поле. Так как мы уже описали в последнем разделе опыт такого рода, мы приведем только его результат. Если проделать этот опыт, применяя в качестве источника а-частиц полоний, то оказывается, что количество движения а-частиц равно mv= = 1,06* 10^-19 кг*м/с.

Теперь, чтобы получить массу а-частицы, мы должны измерить скорость. Мы могли бы проделать это измерение, остановив а-частицы с помощью задерживающей разности электрических потенциалов и таким образом определив их кинетическую энергию. Для этого потребовалась бы разность потенциалов около миллиона вольт. Но мы можем получить скорость более прямым путем, наложив на движущиеся частицы одновременно с магнитным полем также электрическое поле. Мы накладываем это электрическое поле так, чтобы электрическая сила, действующая на частицу, была противоположна магнитной силе. Тогда результирующая сила, действующая на движущиеся частицы, равна нулю, и они движутся прямо вперед по тому пути, по которому они следовали бы в отсутствие обоих полей (рис.). Электрическая сила, действующая на частицу, равна qE, а магнитная сила равна qvB когда эти силы уравновешиваются, qBv=qE. Следовательно, скорость частицы дается соотношением
v=E/B,
и, поскольку мы знаем как индукцию магнитного поля, так и напряженность электрического поля, мы получаем ответ. Для а-частиц полония измеренная скорость равна и=1,6*10⁷ м/с. Следовательно, масса равна
mv/v =(1,06*10^-19)/(1,6*10⁷)=6,6* 10^-27 кг.
В пределах экспериментальной точности эта масса почти точно равна массе атома гелия.

решение задач по химии, математике, экономике