تجربه رادرفورد

ارنست رادرفورد - دانشمند منحصر به فرد، بسیار با استعداد و بسیار غیر معمول است. لازم به ذکر است که مهمترین اکتشافات او پس از دریافت جایزه نوبل ساخته شده است. در سال 1911، این مرد در تجربه رودرفورد موفق شد (به همین ترتیب او بعدا نامیده شد)، که اجازه داد در داخل اتم نگاه کند و ایده ای از چگونگی شکل گیری آن ارائه دهد.

آزمایش های متعددی با اتم ها انجام شده است. ایده اصلی آنها جمع آوری اطلاعات کافی از زوایای مختلف انحراف ذرات بود که بر طبق آن فرصتی برای گفتن چیزی درباره ساختار اتم وجود دارد. در آغاز قرن بیستم، دانشمندان قبلا معتقد بودند که حاوی الکترونهای منفی است. با این حال، در آن زمان گسترده ترین تصور این بود که اتم شبیه یک شبکه نازک مثبت است که با الکترون های با بار منفی پر شده است. این مدل "شبکه ای با کشمش" نامگذاری شد.

تجربه راترفورد منحصر به فرد بود. دانشمند یک اسلحه ساخت که یک جریان متمرکز و هدایت ذرات را ایجاد کرد. مثل یک جعبه سرب، که در آن شکاف باریک بود، شبیه بود. داخل آن یک ماده رادیواکتیو بود. ذرات آلفا که از مواد رادیواکتیو در همه جهات به جز یکی از آنها پخش می شد، توسط صفحه از سرب جذب می شد و تنها از طریق یک شکاف یک پرتو مشخص شده از ذرات پرواز می کرد. در راه خود، پس از آن، چند صفحه نمایش بیشتر از سرب با اسلات نصب شد، که قطع ذرات انحراف از جهت مورد نظر است. به عنوان یک نتیجه از این تجربه از رادرفورد، یک پرتو متمرکز ذرات پرواز به هدف، هدف خود را یک ورق بسیار نازک از فویل بود. در آن، و به آلفا پرتو ضربه.

بعد از اینکه ذرات آلفا با اتمهای فویل برخورد کردند، آنها در راه خود ادامه دادند و سرانجام خود را روی یک صفحه فلورسنت قرار دادند که در پشت هدف قرار داشت. هنگامی که ذرات روی صفحه قرار گرفتند، روی آن ثبت شد، که بر طبق آن آزمایشگر می تواند مقدار و مقدار ذرات آلفا را از جهت مستقیم حرکت ناشی از برخورد با اتم های فویل طلا تعیین کند.

تجربه رادرفورد بسیار اصلی بود، زیرا هیچ کس پیش از او سعی نکرد تا ببیند آیا ذرات معینی در زاویه های بسیار متفاوت هستند یا خیر. مدل شبکه قدیمی حتی وجود چنین عناصر سنگین و متراکم در اتم را اجازه نمی دهد که بتوانند ذرات آلفا بسیار سریع در زاویه های کافی بزرگ را رد کنند.

تجربه رادرفورد به ما این امکان را داد تا نتیجه بگیریم که بیشتر جرم در یک ماده بسیار متراکم متمرکز است که در مرکز اتم واقع شده است. بقیه عملا کمتر متراکم تر از قبل بود. اتم راتیرفورد یک مرکز ابررسانایی داشت که هسته ای نامیده می شد که در آن، بار مثبت متمرکز شد.

تصویری از اتم که دانشمند آن را کشف کرده است، اکنون به خوبی شناخته شده است. مدل رادرفورد در واقع این است که در مرکز یک هسته اتمی با بار مثبت وجود دارد که تمام جرم اتم متمرکز شده است. به طور کلی، اتم بی طرف است. بنابراین، تعداد الکترونها در داخل و همچنین بار هسته، برابر با تعداد عنصر در سیستم دوره ای است. روشن است که الکترون ها نمی توانند در اتم بمانند، زیرا آنها به سادگی بر هسته می افتند. آنها در اطراف آن حرکت می کنند بسیار شبیه به سیاره ها در اطراف نور خورشید است.

چنین شخصیتی از حرکت توسط نیروهای Coulomb در بخشی از هسته تعیین می شود. اتم ها پایدار هستند، در یک حالت بی تحرکی می توانند مدت زیادی طول بکشند بدون انتشار امواج الکترومغناطیسی. با این وجود، مدل سیاره ای اتم، هرچند به لحاظ آزمایشی موجه است، به ما اجازه نمی دهد که توضیح بدهیم که چرا پایدار است.