Doświadczenie Rutherforda, czyli jak odkryto strukturę atomu

Wszyscy od czasów szkolnych mamy wyobrażenie o tym, jak działa atom. I wiecie, w wyniku jakiego eksperymentu zaproponowano dokładnie taką strukturę atomową. Następnie opowiem teraz o wyjątkowym doświadczeniu Rutherforda.

Ernest Rutherford i jego eksperymentalna konfiguracja

MI. Rutherford jest wyjątkowym naukowcem swojego rodzaju, który przeprowadził swój eksperyment w 1911 roku. Jednak jego eksperymentalna konfiguracja była elegancka i dość prosta.

Aby przeprowadzić eksperyment, Rutherford stworzył działo, które emitowało ściśle ukierunkowaną wiązkę cząstek alfa.

Instalacja została wykonana z ołowianej puszki, w której wykonano wąską szczelinę. Wewnątrz tego pudełka umieszczono materiał radioaktywny.

Ze względu na to, że obudowa miała tylko jedno wyjście, emitowane cząsteczki były absorbowane przez ołów prawie wszędzie oprócz szczeliny wydostały się przez nią cząstki alfa, składające się z pary protonów i pary neutronów.

Co najmniej para ołowianych płytek z małymi otworami została zainstalowana na następującej belce, co całkowicie wykluczyło cząstki alfa odbiegające od wybranego wektora ruchu.

Po wszystkich ekranach najcieńsza płyta złota została zainstalowana prostopadle do przepływu cząstek, która służyła jako cel dla idealnego przepływu cząstek alfa.

Zaraz za złotą tarczą zamontowano luminescencyjny ekran.

Tak więc, gdy strumień cząstek przeszedł przez złotą płytkę i uderzył w luminescencyjny ekran, odnotowano błyski. To od nich naukowiec ustalił, ile cząstka alfa opuściła dany wektor ruchu po zderzeniu z atomami złota.

Co odkryto podczas eksperymentu

Oczywiście podobne ankiety zostały przeprowadzone już wcześniej. A główną istotą takich eksperymentów było gromadzenie danych statystycznych w celu lepszego zrozumienia budowy atomu.

W tym czasie ustalono już, że atom ma ładunek ujemny - elektrony. Ale teoria była taka, że ​​atom był rodzajem najcieńszej siatki z ładunkiem dodatnim, która była wypełniona ładunkami ujemnymi - skórką. Taką konstrukcję nazwano wówczas - model siatkowy z „rodzynkami”.

Ale jak zauważył Rutherford, absolutnie żaden z jego kolegów eksperymentatorów nie pomyślał nawet o upewnieniu się w trakcie eksperymentu, czy cząstki alfa również są odchylane pod znaczącymi kątami.

A wszystko dlatego, że model siatki rodzynkowej po prostu nie dopuszczał takiej możliwości, bo nie mogło być tak gęstych i wystarczająco ciężkich formacji, które mogłyby odrzucić cząstki alfa.

Można by rzec, aby usunąć wszystkie możliwe prawdopodobieństwa, mimo to Rutherford postanowił przetestować możliwość odbijania radioaktywnych pierwiastków i specjalnie przerobił schemat eksperymentalny w następujący sposób:

Zainstalowano dodatkowe ekrany ze specjalną warstwą siarczku sodu do obserwacji flar.

Jakie było zdziwienie naukowca i jego asystenta, gdy na ekranach zaczęły pojawiać się błyski od uderzenia cząstek alfa, niektóre zostały odchylone o 180 stopni.

Uzyskany wynik całkowicie zniszczył teorię związaną z siatką i rodzynkami, ponieważ zgodnie z teorią nie mogło istnieć takie obiekty, które mogłyby dosłownie odbijać cząstkę.

Wnioski i wnioski

Naukowiec doszedł do następującego wniosku, że w strukturze atomu zawarta jest wyłącznie przytłaczająca ilość masy gęsty i mały środek atomu, a pozostały obszar atomu był wielokrotnie mniejszy niż wcześniej została rozważona.

Ponadto wyładowanie tak gęstego środka (jądra) atomu mogło być tylko dodatnie. W końcu tylko siła odpychająca mogłaby wyjaśnić odchylenia dodatnio naładowanych cząstek alfa o ponad 90 stopni.

Wiele lat później Rutherford z radością przytoczył następującą analogię dotyczącą swojego odkrycia. W jednym z krajów afrykańskich władze celne otrzymały wiadomość, że znaczna część broni dla rebeliantów zostanie przewieziona w workach z bawełną.

A kiedy przed celnikiem pokazano ogromny magazyn z belami bawełny, rozwiązał problem poszukiwań w ten sposób:

Zaczął strzelać do bel i tam, gdzie odbiły się kule, to znaczy, że w tych belach była broń.

Tak więc Ernest Rutherford, po odkryciu, w jaki sposób cząstki alfa odbijały się od złotej folii, zdał sobie sprawę, że w atomie ukryta jest znacznie gęstsza struktura, niż wcześniej sądzono.

Struktura atomu stworzonego przez naukowca jest nam dobrze znana. Atom składa się z supergęstego dodatnio naładowanego jądra oraz lekkich elektronów o ładunku ujemnym, które obracają się po swoich orbitach.

Później teoretycy stworzyli podstawę teoretyczną (Bora Atom), ale wszystko to byłoby niemożliwe bez eksperymentu ze złotą folią i elementem radiacyjnym.

Jeśli podobał Ci się materiał, polub go i zasubskrybuj. Dzięki za przeczytanie do końca!