Om Rutherfords Guldfolie Eksperiment

Ernest Rutherford, oprindeligt fra New Zealand, krediteres som fader til atomfysik for sine opdagelser i atomstruktur, selvom Hantaro Nagaoka, en fysiker fra kejserlige universitetet i Tokyo, først foreslog teorien om kernen som den er kendt i dag. Rutherfords "guldfolie-eksperiment" førte til opdagelsen, at det meste af et atoms masse ligger i en tæt region, der nu kaldes kernen. Før det banebrydende guldfolieforsøg blev Rutherford tildelt Nobelprisen for andre vigtige bidrag inden for kemi.

Historie

Den populære teori om atomstruktur i forbindelse med Rutherfords eksperiment var den "blomme pudding model." Denne model blev udviklet i 1904 af J.J. Thompson, den videnskabsmand, der opdagede elektronen. Denne teori fastslog, at de negativt ladede elektroner i et atom flydede i et hav med positiv ladning - elektronerne var beslægtede med blommer i en skål med budding. Selvom Dr. Nagaoka havde offentliggjort sin konkurrerende teori om, at elektroner kredser en positiv kerne, ligesom den måde, planet Saturnus omkreds af sine ringe i 1904, var plommepuddingmodellen den fremherskende teori om atomets struktur, indtil den blev bestridt af Ernest Rutherford i 1911.

Funktion

Guldfolieforsøget blev udført under tilsyn af Rutherford ved University of Manchester i 1909 af forsker Hans Geiger (hvis arbejde i sidste ende førte til udvikling af Geiger-tælleren) og bachelorstuderende Ernest Marsden. Rutherford, formand for Manchester Physics afdeling på eksperimentets tidspunkt, får primært kredit for eksperimentet, da de teorier der resulterede primært er hans arbejde. Rutherfords guldfolieeksperiment kaldes også undertiden Geiger-Marsden-eksperimentet.

Egenskaber

Guldfolieforsøget bestod af en række tests, hvor en positivt ladet heliumpartikel blev skudt på en meget tyndt lag af guldfolie. Det forventede resultat var, at de positive partikler ville blive flyttet kun få grader fra deres vej, da de passerede gennem havet af positiv ladning foreslået i plumpudding-modellen. Resultatet var imidlertid, at de positive partikler blev afstødt af guldfolien med næsten 180 grader i et meget lille område af atomet, medens de fleste af de resterende partikler ikke blev afbøjet i det hele taget, men snarere passeret lige igennem atomet.

Betydning

Dataene fra guldfolieforsøget viste, at plommepudding-modellen af ​​atomet var ukorrekt. Den måde, hvorpå de positive partikler sprang ud af den tynde folie viste, at størstedelen af ​​massen af ​​et atom var koncentreret i en lille region. Fordi flertallet af de positive partikler fortsatte på deres oprindelige bane uberørt, fratrækkede Rutherford korrekt, at det meste af det resterende atom var tomt rum. Rutherford betegner sin opdagelse "den centrale ladning", en region der senere kaldes kernen.

Potential

Rutherfords opdagelse af kernen og den foreslåede atomstruktur blev senere raffineret af fysikeren Niels Bohr i 1913. Bohrs Atommodellen, også kaldet Rutherford Bohr-modellen, er den grundlæggende atommodel, der anvendes i dag. Rutherfords beskrivelse af atomet er grundlaget for alle fremtidige atommodeller og udviklingen af ​​atomfysik.