Как альфа-частицы излучают спектр гелия без электронов?

По определению альфа-частицы не имеют электронов. Это, в свою очередь, должно означать, что они не излучают спектр, потому что световой спектр создается электронами, прыгающими между орбиталями. Тем не менее, именно по альфа-частицам, испускающим спектр, Резерфорд определил их как ядра гелия (подробности см. здесь https://history.aip.org/exhibits/rutherford/sections/alpha-particles-atom.html ).

Потому что по мере своего распространения они могут приобретать электроны посредством обмена с фоновым газом. Такая перезарядка — хорошо изученное явление.
Если бы в контейнере, в котором Резерфорд изолировал альфа-частицы, были другие газы, в эксперименте Резерфорда проявились бы дополнительные световые спектры. Эти световые спектры должны были сильно затруднить Резерфорду выделение спектра гелия. Тем не менее, согласно Википедии, спектр гелия был хорошо виден ( подробнее см . en.wikipedia.org/wiki/… ).
Спектр гелия, конечно, отличается от спектра других газов. Если вы начинаете с отсутствия Его и начинаете видеть Его, откуда это взялось?
Вы правы, это должно было исходить от Гелия. Но если гелий получил электроны из фонового газа, то Резерфорд не смог бы выделить спектр гелия из беспорядочной мешанины различных световых спектров. Итак, похоже, у нас есть загадка: гелий излучал свой спектр, но в то время у него не могло быть электронов.
Как вы думаете, почему нельзя было различить спектры?
Да, похоже, я ошибаюсь в этом. Сравнение спектров, испускаемых стеклом до и после испускания альфа-частиц, позволило бы Резерфорду различить спектры гелия. Тем не менее, кажется, что мне не нужно было придумывать этот аргумент, чтобы доказать, что эта головоломка существует. Согласно Википедии, трубка, в которую Резерфорд излучал эти альфа-частицы, была вакуумирована, что исключает возможность наличия фонового газа.
«Согласно Википедии, трубка, в которую Резерфорд испускал эти альфа-частицы, была вакуумирована, что исключает возможность наличия фонового газа». Насколько низкое давление было в "вакууме"? Возможно, осталось много негелиевого газа, чтобы придать заряд альфа-частицам.
Если бы присутствовало много фонового газа, то другие световые спектры должны были бы быть хорошо видны. Однако при описании эксперимента не упоминаются другие световые спектры, кроме спектра гелия. Поскольку подобная деталь была бы важным аспектом эксперимента, мне кажется маловероятным, чтобы она была опущена в описании эксперимента. Но куда бы я ни посмотрел, нигде не упоминается ни о каких других световых спектрах. Это навело меня на мысль, что в той мерзости, в которой находились альфа-частицы, не было значительного количества фонового газа.

Ответы (2)

Бумага, на которую обычно ссылаются (например, в Википедии) как на идентификацию α частица как ядро ​​гелия "XXIV. Spectrum of the Radium Emanation", E. Rutherford and T. Royds, Phil. Маг. Том. 16. № 92 (август 1908 г. — ссылка DOI ). Подробности о том, как α выделения и очистки частиц приведены в "XXIII. Опыты с эманациями радия. (1) Объем эманаций", E. Rutherford, Phil. Маг. 16(92) 300-312 (1908, ссылка DOI ). Теперь возможная связь α частица и Он существовал какое-то время, например, в «XLI». Масса и скорость α частицы , выброшенные из радия и актиния», E. Rutherford, Phil. Mag. Vol. 12 No.

Эксперимент довольно хорошо описан в статье 1908 года. «Эманации радия» были захвачены в стеклянную трубку. После различных стадий очистки (конденсация с жидким воздухом, реакция с поташем для удаления углекислого газа и т. д.). То, что осталось, было запечатано в стеклянную трубку с платиновыми электродами. Электроды использовались для возбуждения оставшегося газа. Спектр разряда наблюдался визуально, а также фотографировался.

Процитируем газету 1908 года:

Для фотографирования спектра использовался спектрограф со стеклянной призмой с основанием два дюйма. Длина спектра на пластине между λ 5000 и λ 4000 было 1,5 см. Были приняты меры, чтобы можно было производить визуальные наблюдения длин волн с помощью спектроскопа Хильгера во время экспонирования пластины. Две фотографии были сделаны до исчерпания спектра излучения. Первая (фотография 1) показала около тридцати наиболее интенсивных линий излучения. На втором (фото 2) с гораздо большей выдержкой было более ста линий. Для сравнения использовалась гелиевая трубка, и ее спектр был получен выше и ниже спектра эманации. Пластины измеряли с помощью измерительной машины Кайзера. Длины волн были выведены с помощью дисперсионной формулы Гартмана

Так, спектр излучения α частицы не измерялись по мере их испускания. Вместо этого α ы выделяли из радия в стеклянную трубку, отделяли очисткой, а затем использовали в разрядной трубке. Прямое сравнение с гелиевой лампой подводит итог. (Что касается исчерпания «спектра излучения», вспомним, что Он довольно легко диффундирует через стекло, поэтому быстро просачивается.)

Согласно Википедии, трубку вакуумировали до испускания альфа-частиц. Альфа-частицы попали в вакуумированную трубку через очень тонкое окно. Этот рассказ о том, как были выделены альфа-частицы, кажется, противоречит описанию статьи, которую вы описываете. Не могли бы вы прислать мне ссылку, где вы получили информацию, чтобы я мог убедиться, что меня не вводят в заблуждение?
@AnthonyDucharme - ссылка DOI и удобочитаемая ссылка приведены в ответе. Я проверю, чтобы убедиться, что я понял документ, а также.
Спасибо, что показали мне, где я могу найти газету. После изучения я обнаружил, что это повествование, подробно описывающее усилия Резерфорда со спектром радия, а не со спектром альфа-частиц. Это, в свою очередь, означает, что вся информация, описанная в этом документе, относится именно к исследованиям Резерфорда с радием. Если бы не тот факт, что Википедия описывает метод выделения, отличный от того, который описан в этой статье о радии, я бы сказал, что можно разумно сделать вывод, что Резерфорд использовал один и тот же метод очистки в обоих своих экспериментах с радием и альфа-частицами.
Источник Википедии для эксперимента Резерфорда: nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1908/… . Если вам интересно прочитать это самостоятельно, я бы предложил поискать по ключевой фразе «Пока вся вереница доказательств у нас» и начать оттуда.
@AnthonyDucharme - Учитывая, что оптическое излучение «излучения радия» соответствует излучению гелия (а не радия), я думаю, что документы 1908 года — это именно то, что вы ищете.
@ Джон Кастер - Ну, судя по тому, что я читал, Нобелевская речь Резерфорда противоречит методам, описанным в этой статье, поэтому, похоже, у нас есть загадка.
@AnthonyDucharme - не совсем - вторая статья, ссылка на которую приведена выше, по существу следует речи Резерфорда. Тонкостенная стеклянная трубка с радием нагревается внутри большей трубки. Когда радий плавится, он высвобождает He из объема, и затем He быстро диффундирует через тонкую стеклянную трубку в большую трубку.
@John Custer- Спасибо, что поправили меня. Перечитав Нобелевскую речь, я вижу, что вы правы.

Протоны или нейтроны также могут излучать фотоны. Вам не обязательно нужны электроны. https://www.quora.com/Can-an-accelerated-proton-emit-electromagnetic-radiation

Да, это правда, но если бы световой спектр создавался нейтронами и протонами, испускающими фотоны, как именно вы объяснили бы дискретные линии и частоты света?
Это тот вопрос, который вызывает в уме ваш ответ.
Все электроны @AnthonyDucharme идентичны, и существуют разные механизмы и комбинации, которые придают им определенные спектры или уровни энергии. И точно так же, как электроны, ядро ​​и его расположение протонов и нейтронов будут создавать различные спектры.
Как альфа-частицы излучают спектр гелия без электронов?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v