Rutherfordova izkušnja in revolucionarni atomski model

Zamisel o atomu kot najmanjšem delcu, ki sestavlja vse, so rodili misleci antične Grčije. Vendar so fiziki dokazali, da taki delci res obstajajo šele ob koncu XVIII. Stoletja. Celotno XIX. Stoletje je bilo obdobje razvoja idej o atomu, njegovih lastnostih in strukturi. Torej, v tridesetih letih prejšnjega stoletja, Michael Faraday je odkril dejstvo, da imajo najmanjši delci naboje, tako da so bile napovedane lastnosti človeštva električni tok. Leta 1880 je Johann Balmer vzpostavil matematično povezavo med vidnim delom spektra in valovna dolžina sevanja. Leta 1890 je Antoine Becquerel odkril pojav radioaktivnega sevanja. Vendar notranja atomska struktura dolgo časa ostala skrivnost najboljšim svetovnim umom. Toda lastnosti takrat znanih delcev so pričale o precej zapleteni napravi mikrosvijeta. Odgovor na to vprašanje naj bi bil izkušnja Rutherforda. Prvi poskus tega britanskega fizika je bil izveden v regiji 1909-1911.

Izkušnje Rutherford

Znanstvenik je prišel na idejo, da bo atom analiziral z alfa delci, ki izhajajo iz radioaktivnega razpada. Rutherfordove izkušnje so pokazale, da so atomi težkih elementov, ki jih proučujemo (srebro, zlato itd.), Dobesedno bombardirali z alfa delci, ki so enaki jedru atoma helija. Kot posledica trkov so alfa delci raztreseni ob straneh, opazovanje njihovega obnašanja pa je veliko povedalo o strukturi atomov težkih elementov. Alfa delci so bili sproščeni iz vira, ki je bil postavljen v svinčeno votlino, in poslani na atom Rutherford. Vse te delce je absorbirala vodilna stena posode, razen tistih, ki so se gibali po posebej označenem kanalu in padli na zlato folijo (ki je v svoji strukturi seveda sestavljena iz atomov). Rutherfordove izkušnje so pokazale, da ko alfa delci zadenejo takšno folijo, se pojavijo kratkotrajni svetlobni bliski (scintilacija). Po dolgem opazovanju obnašanja alfa delcev so znanstveniki sklenili, da je celotna pozitivna atomska naelektritev zgoščena v jedru, ki je kompaktno, a še vedno veliko. Elektroni (negativno nabiti najmanjši delci) krožijo okoli jedra atoma. Treba je opozoriti, da je Rutherfordov model bistveno preoblikoval ideje fizikov tistega časa o kvantnem svetu. Navsezadnje so vsi prejšnji pogledi temeljili na poskusih Johna Thomsona, ki je trdil, da je atom določena, pozitivno nabita snov ("juha", v svojem lastnem izrazu), v kateri blothe negativno nabitih teles - elektroni "plavajo".

Zanimivo je, da je zasnova Rutherforda kmalu postala znana kot planetni model atoma zaradi podobnosti z vrtenjem teles v sončnem sistemu. Gibanje planetov okrog Sonca močno spominja na rotacijo elektronov okrog jedra, čeprav je bilo kasneje, s prihodom kvantne mehanike, odkrili, da v mikrokosmosu delujejo popolnoma različni zakoni in za to rotacijo ni odgovorna gravitacija.