в свойствах различных А., выражающиеся в периодической системе элементов. Система Менделеева ясно указывает на существование какого-то общего закона, по к-рому построены все А., — очевидно, из каких-то еще более простых частей.
Электрон. Последования Томсона и Резерфорда.
Свет, испускаемый А. простых элементов в газообразном состоянии, состоит из многочисленных (иногда нескольких тысяч) различных колебаний (см. Спектр). Т. к. свет есть явление электромагнитное, то источником его должны быть какие-то заряды, находящиеся в А. Действительно, можно было обнаружить, что под действием рентгеновых лучей, лучей радия, при электролизе, при проскакивании электрической искры и в пламени А. и молекулы тел расщепляются на электрически заряженные составные части. Изучение зарядов, выделяющихся из А., показало, что в самых разнообразных условиях и из самых различных А. получаются совершенно одинаковые отрицательные заряды — электр о н ы, составляющие и по своей массе и по размерам лишь ничтожную часть А. Масса электрона равна лишь 9. 10—28 е, тогда как самый легкий А. водорода обладает массой 1, 65. 10“24 г (т. — е. в 1.800 раз большей); размер его (если представлять себе электрон, как шар) 4. 10—18 см, тогда как А. обладают размерами 10“8 см (см. Электрон)’, заряд же электрона равен 4, 774. 10”10 абс. электр остатич. единиц. Все электроны одинаковы и ничем не различимы. Электрон — одна из составных частей всех атомов.
Другой составной частью А. должна быть положительно заряженная часть его, т. к. только в том случае, если в А. окажется одинаковое количество положительного и отрицательного электричества, он может быть нейтральным. Отделить положительный заряд от А., выделить «положительные электроны» со столь же малой массой, как отрицательные, не удалось. Выяснилось, наоборот, что положительный заряд в А. всегда связан с массой, не меньшей, чем масса А. водорода. Сначала Дж. Томсоном сделано было предположение, что и по размерам своим положительный заряд заполняет весь А. и что внутри него плавают отрицательные электроны. Эта гипотеза объясняла способность электронов производить правильные колебания, вызывающие свет. Однако, это допущение оказалось неправильным. Наблюдая столкновения положительно заряженных алъфа-частиц (см.), выбрасываемых с громадными скоростями радием, с А. разных тел, Резерфорд обнаружил, что альфа-частицы свободно проникают в глубь А. и отбрасываются только тогда, когда налетают на сконцентрированный в центре А. положительный его заряд.
По величине отброса, испытываемого альфачастицей, можно было судить о размерах этого центрального ядра А. и о количестве сосредоточенного в нем положительного заряда. Оказалось, что размеры ядра таковы же, приблизительно, как и размеры электрона, и что в этом ядре сосредоточен весь положительный заряд А. Исследование движения Б. С. Э. т. tv.альфа-частиц и электронов внутри А. привело к заключению, что силы взаимодействия между зарядами внутри А. подчиняются тому же закону Кулона, к-рый установлен был для притяжения и отталкивания больших наэлектризованных тел. Следовательно, отрицательный электрон притягивается к положительному ядру; размеры и того и другого очень малы по сравнению с расстоянием между ними внутри А. Для того, чтобы понять, почему электрон, несмотря на притяжение, не падает на ядро, Резерфорд предположил, что он удерживается центробежной силой своего вращения вокруг ядра, подобно тому, как падение земли на солнце предотвращается ее вращением вокруг солнца. Здесь роль солнца играет тяжелое ядро, а легкий электрон играет роль планеты. В сущности, и ядро и электрон вращаются вокруг общего центра тяжести, но этот центр тяжести почти совпадает с ядром.
Для того, чтобы электрон оставался все время на одинаковом расстоянии от ядра, необходимо, чтобы сила притяжения, определяемая законом Кулона где заряд ядра, е заряд электрона, а г расстояние между ними), уравновешивалась центробеж« „, v2 ной силой (т —, где т масса вращающегося г электрона, v скорость его движения, а г радиус круга, по к-рому происходит вращение). Т. о., мы получаем уравнение, к-рому должно удовлетворять круговое движение электрона вокруг ядра:
Уравнение (I) относится к одному электрону, вращающемуся по кругу вокруг ядра. Весьма важно узнать число электронов, входящих в состав одного А. Первые достоверные данные о числе электронов в А. получены были Томсоном из изучения рассеяния рентгеновых лучей (см.). Рентгеновы лучи представляют собою тот же свет, но только с числом колебаний, во много тысяч раз большим числа колебаний видимого света. Рентгеновы лучи, как и свет, мы считаем электромагнитными волнами. Встречая на своем пути электрон, эти волны приводят и его в колебание той же частоты, как и их собственная частота. Колебательное движение электрона, в свою очередь, создает вокруг себя электромагнитные волны все той же частоты. Т. о., когда рентгеновы лучи проходят сквозь тело, то электроны в нем приходят в колебание; поглощая часть энергии рентгеновых лучей, они создают новые лучи, расходящиеся уже во все стороны. Это явление называется рассеянием рентгеновых лучей. Электромагнитная теория света позволяет вычислить ту часть рентгеновых лучей, к-рая рассеивается отдельным свободным электроном. Сравнивая эту величину с той, которая соответствует рассеянию во всей толще тела, можно определить число электронов, участвующих в рассеянии; а разделивши это общее число электронов на число А., нетрудно уже было вычислить и число электронов в каждом А.
В рассеянии почти совсем не принимают 2
