История и методология физики

 
МОДЕЛИ АТОМА 
Считается, что идею о сложном строении атома впервые высказал английский 
врач Уильям Праут (1785-1850) еще в 1815г. Он предположил, что все атомы состоят 
из атомов водорода, количество которых определяется атомным весом.
В начале XX в. существовали разные и, возможно, фантастические 
представления о строении атома - атомные модели. Например, по теории «вихревого 
атома» лорда Кельвина атом устроен подобно кольцам дыма, выпускаемым изо рта 
опытным курильщиком. Некоторые верили, что «атом кислорода имеет форму 
кольца, а атом серы - форму лепешки», и т.д. Но были и другие представления. Жан 
Перрен в 1901 г. рассматривал «нуклеарно-планетарную структуру атома». Он 
считал, что в центре атома находится положительно заряженная частица, которая ок-
ружена некоторым количеством электронов, компенсирующих положительный заряд. 
Предполагалось, 
что 
эта 
система 
зарядов 
под 
действием 
внутренних 
электромагнитных сил является динамически стабильной, при этом периоды 
обращения системы связывались с соответствующими частотами (длинами волн) 
спектра излучающего атома. Аналогичные соображения высказывал в 1904г. японский 
физик Нагаока (1865-1950), предложивший так называемую «сатурнианскую» модель 
атома. В 1908 г. Пуанкаре писал: «Все опыты над проводимостью газов... дают нам 
основание рассматривать атом как состоящий из положительно заряженного 
центра и, по массе равному приблизительно самому атому, причем вокруг этого 
центра вращаются, тяготея к нему электроны».
Таким образом, представления о планетарном строении атома были довольно 
распространены в начале XX в. и о них даже писали в учебниках. Однако все эти 
соображения не были подкреплены экспериментом и носили, в общем, умозрительный 
характер. 
В 1903 г. Дж.Дж. Томсон предложил «капельную» модель атома, или модель 
«пудинга», которая широко использовалась в свое время. Согласно этой модели атом 
рассматривался как «сфера однородной положительной электризации», внутри 
которой вкраплено (как изюминки в пудинге) определенное количество электронов, 
нейтрализующих положительный заряд атома. Испускание света атомом 
рассматривалось как результат квазиупругих колебаний электронов около их 
предполагаемых положений равновесия. Однако это, естественно, не могло объяснить 
наблюдаемые спектры атомов. Кроме того, было совершенно непонятно, как при 
непрерывно распределенном положительном заряде в атоме могут возникать α-
частицы с дискретным зарядом.
Первые опыты по изучению строения атома проводил Ленард в 1903 г. с 
помощью катодных лучей - пучка электронов. Если бы атомы представляли собой 

---

массивные непроницаемые шарики, то в результате столкновений с ними электроны 
очень скоро бы остановились. Однако опыты Ленарда показали, что быстрые 
электроны почти не тормозятся атомами. Отсюда можно было сделать вывод, что 
внутри атома имеется «пустое» пространство. Для объяснения этих фактов Ленард 
предложил «динамидную» теорию атома, которая оказалась неудовлетворительной. 
Лишь Резерфорду в 1911 г. удалось сформулировать и экспериментально обосновать 
модель атома, которую называют ядерной, или планетарной. Разрешение трудностей 
этой модели привело затем к современным представлениям о строении атома.