Планетарная модель атома (модель Резерфорда) — исторически важная концепция строения атома, предложенная физиком Эрнестом Резерфордом в 1911 году. Она возникла на основе анализа экспериментов по рассеянию альфа-частиц в тонкой золотой фольге, проведённых в 1909 году под его руководством.
Согласно планетарной модели, атом состоит из:
Размеры ядра примерно в 3000 раз меньше размеров всего атома. Если увеличить атом так, чтобы ядро стало размером с Солнце, то орбиты электронов окажутся в сто раз дальше от Солнца, чем Земля. В целом атом электрически нейтрален: абсолютное значение суммарного отрицательного заряда электронов равно положительному значению заряда ядра.
До Резерфорда существовала модель атома Томсона («пудинг с изюмом»), согласно которой отрицательно заряженные электроны равномерно распределены внутри положительно заряженного шара. Однако опыты Резерфорда с альфа-частицами противоречили этой модели. Эксперимент показал, что большая часть атома пуста, а почти вся масса и положительный заряд сосредоточены в очень малой области — ядре.
Ранее, в 1904 году, японский физик Нагаока Хантаро предложил раннюю «планетарную модель» атома («атом типа Сатурна»), основанную на аналогии с кольцами Сатурна. Хотя эта модель оказалась неверной, она предсказала два важных факта: массивность ядра и роль электростатических сил в удержании электронов на орбите.
Главный недостаток планетарной модели Резерфорда — невозможность объяснить устойчивость атомов. Согласно классической электродинамике, электроны, движущиеся по орбитам и испытывающие центростремительное ускорение, должны излучать электромагнитные волны, терять энергию и в конечном итоге «падать» на ядро. Расчёты показывали, что это должно происходить за время порядка 10⁻¹¹ секунды, что противоречило наблюдаемой стабильности атомов.
Это противоречие было частично снято с развитием модели атома Бора, которая ввела квантовые ограничения на орбиты электронов. Полностью объяснить устойчивость атомов смогла квантовая механика, которая заменила классические представления о движении электронов на квантовомеханическое описание.
Современная модель атома учитывает, что электроны не движутся по определённым орбитам в классическом смысле, а образуют электронные облака с вероятностным распределением. Их поведение описывается квантовыми уравнениями, а не законами классической механики.
Таким образом, планетарная модель Резерфорда стала важным шагом в развитии атомной физики, хотя и потребовала дальнейшего уточнения с учётом квантовых представлений.