Резерфорд выбрал легкие газы, такие как азот или фтор, для обнаружения протонов с помощью α-частиц из-за нескольких причин:
1. Малая масса: Легкие газы имеют меньшую массу, чем твердые вещества или тяжелые газы. Это означает, что при столкновении с α-частицами, которые имеют большую массу, легкие газы отклоняются на большие углы. Такие большие углы отклонения позволяют сделать выводы о наличии и распределении заряженных частиц внутри атома.
2. Низкая плотность: Газы обладают низкой плотностью по сравнению с твердыми веществами. Это позволяет α-частицам проходить через газовую среду без значительного взаимодействия с атомами газа до столкновения с ядрами. Это дает возможность наблюдать отклонение α-частиц после их взаимодействия с ядрами газа и делать выводы о структуре атома.
3. Прозрачность: Легкие газы прозрачны для α-частиц, что позволяет наблюдать отклонение α-частиц с помощью детекторов. Благодаря этому можно измерить углы отклонения и определить заряд и пространственное распределение ядер атома.
Выбор легких газов для экспериментов Резерфорда обусловлен их способностью обеспечить наилучшие условия для наблюдения отклонения α-частиц и извлечения информации о структуре атома.