Rutherfords berömda spridningsexperiment, som genomfördes 1911, revolutionerade vår förståelse av atomen. Det avslöjade förekomsten av en liten, tät, positivt laddad kärna i mitten av atomen, omgiven av negativt laddade elektroner. Här är en uppdelning:
Inställningen:
* alfapartiklar: Rutherford använde alfapartiklar, som är positivt laddade och relativt massiva, emitterade från en radioaktiv källa.
* guldfolie: Ett tunt ark guldfolie placerades i alfapartiklarnas väg.
* detektor: En fluorescerande skärm placerades runt guldfolien för att upptäcka de spridda alfapartiklarna.
Experimentet:
1. Alfapartiklar riktades mot guldfolien.
2. De flesta av partiklarna passerade rakt genom folien, vilket indikerar att atomen mestadels är tomt utrymme.
3. Emellertid avleddes en liten procentandel av alfapartiklarna i stora vinklar, vissa studsade till och med tillbaka mot källan.
Förklaringen:
* plommonpuddingmodell: Innan Rutherfords experiment var den rådande modellen av atomen "Plum Pudding Model", föreslagen av J.J. Thomson. Denna modell antydde att atomen var en sfär av positivt laddat material med elektroner inbäddade i det som plommon i en pudding.
* Rutherfords slutsats: Den oväntade spridningen av alfapartiklar kunde inte förklaras av plommonpuddingmodellen. Istället föreslog Rutherford en ny modell, nu känd som kärnkraftsmodellen:
* kärnan: Han drog slutsatsen att atomen har en liten, tät, positivt laddad kärna i centrum.
* elektroner: Elektronerna, mycket lättare än kärnan, bana runt den som planeter runt solen.
Varför spridning inträffar:
* När en alfapartikel möter en atom påverkas dess väg av de elektriska krafterna mellan den positivt laddade alfapartikeln och den positivt laddade kärnan.
* De flesta alfapartiklar passerar genom atomen utan betydande interaktion eftersom de saknar den lilla, täta kärnan.
* Men vissa alfapartiklar passerar tillräckligt nära kärnan för att uppleva en stark avvisande kraft, vilket får dem att sprida sig i stora vinklar.
* Ju mer massiv kärnan, desto mer troligt är det att avleda en alfapartikel.
Nyckel takeaways:
* Rutherfords experiment förändrade grundläggande vår förståelse för atomen.
* Det etablerade förekomsten av en kärna, en liten, tät, positivt laddad region i mitten av atomen.
* Det visade att atomen mestadels är tomt utrymme, med elektroner som kretsar runt kärnan.
Detta experiment var ett avgörande steg i utvecklingen av modern atomteori och lägger grunden för ytterligare undersökningar av atomens struktur.
