Zkušenosti Rutherforda

Ernest Rutherford - unikátní, velmi talentovaný a velmi neobvyklý vědec. Je třeba poznamenat, že nejdůležitější objevy byly vyrobeny podle něj poté, co obdržel Nobelovu cenu. V roce 1911 byl tento muž úspěch zkušenosti Rutherford (proto byl pojmenován později), která umožnila nahlédnout do atomu a získat představu o tom, jak to funguje.

Četné experimenty s atomy byly prováděny dříve. Jejich hlavním nápadem bylo shromáždit v různých úhlech odchylky částic dostatečné množství informací, o kterých by byla příležitost říci něco konkrétního strukturu atomu. Na počátku 20. století vědci byli již přesvědčeni, že obsahují negativně nabité elektrony. Nicméně nejrozšířenější v té době byla myšlenka, že atom je podobný kladně nabité tenké mřížce, která je naplněna elektrony s negativním nábojem. Tento model byl nazván "mřížkou s rozinkami".

Zkušenost Rutherforda byla jedinečná. Vědec postavil dělo, které dalo soustředěný a řízený proud částic. Vypadalo to jako olovnatá krabička, ve které byla úzká štěrbina. Uvnitř byl umístěn radioaktivní materiál. Části alfa, které byly vypuštěny radioaktivní látky ve všech směrech, s výjimkou jednoho, byly absorbovány olovnatým okénkem a pouze přes štěrbinu letěl přesně směrovaný paprsek částic. Na cestě se pak instalovalo několik dalších olověných okének s otvory, které oddělovaly částice, které se odchylují od požadovaného směru. Výsledkem tohoto experimentu z Rutherfordu byl zaměřený paprsek částic přeletěl k cíli, cílovým cílem byla velmi tenká fólie. V tom a narazíte na alfa-paprsek.

Po alfa částice srážejí s atomy fólie, pokračovali v cestě, a nakonec se ocitl na phosphor obrazovce, který byl nainstalován za cíl. Když částice narazí na obrazovku, blesk zaznamenaný, na kterém experimentátor může posoudit, jak a v jakém množství alfa-částic jsou vychýleny z přímého směru pohybu v důsledku střetu s atomy zlatá fólie.

Rutherfordova zkušenost byla tak originální, protože se nikdo před ním nepokusil zkontrolovat, zda se některé částice odchylují ve velkých úhlech. Starý model mřížky neumožnil ani existenci tak těžkých a hustých prvků v atomu, které by mohly odmítnout velmi rychle alfa částice v dostatečně velkých úhlech.

Zkušenosti Rutherforda že většina hmoty je koncentrována ve velmi husté látce, která se nachází v samém středu atomu. Zbytek byl ve skutečnosti mnohem méně hustý než dříve. Rutherfordův atom obsahoval superdense centrum, které se nazývalo jádro, v němž mimochodem byl koncentrovaný pozitivní náboj.

Obraz atomu, který vědec kreslil, je nyní dobře znám. Model Rutherford je, že centrum se nachází atomové jádro s pozitivním nábojem, ve kterém je koncentrována celá hmotnost atomu. Obecně je atom neutrální. Proto počet elektronů uvnitř, stejně jako náboj jádra, se rovná číslu prvku v periodické tabulce. Je zřejmé, že elektrony nemohou zůstat uvnitř atomu, protože by prostě spadly na jádro. Oni se pohybují kolem toho podobně jako planety se točí okolo slunečního osvětlení.

Tento typ pohybu je určen akcími Coulombových sil na straně jádra. Atomy jsou stabilní, v nevystaveném stavu mohou vydrží dlouhou dobu bez vyzařování elektromagnetických vln. Nicméně, planetární model atomu, ačkoli je experimentálně odůvodněná, neumožňuje vysvětlit, proč je stabilní.