Ernest Rutherford, oprindeligt fra New Zealand, krediteres for at være far til kernefysik for hans opdagelser i atomstrukturen, selvom Hantaro Nagaoka, en fysiker fra det kejserlige universitet i Tokyo, først foreslog teorien om kernen, som den er kendt i dag. Rutherfords "guldfolieeksperiment" førte til opdagelsen af, at det meste af et atoms masse er placeret i et tæt område, der nu kaldes kernen. Forud for det banebrydende eksperiment med guldfolie blev Rutherford tildelt Nobelprisen for andre vigtige bidrag inden for kemi.
Historie
Den populære teori om atomstruktur på tidspunktet for Rutherfords eksperiment var "blomme budding model. "Denne model blev udviklet i 1904 af J.J. Thompson, forskeren, der opdagede elektron. Denne teori mente, at de negativt ladede elektroner i et atom svævede i et hav af positiv ladning - elektronerne lignede blommer i en skål med budding. Selvom Dr. Nagaoka havde offentliggjort sin konkurrerende teori om, at elektroner kredser om en positiv kerne, svarende til den måde, planeten Saturn kredses af dens ringe, i 1904, var blomme budding-modellen den fremherskende teori om atomets struktur, indtil den blev modbevist af Ernest Rutherford i 1911.
Fungere
Guldfolieeksperimentet blev udført under tilsyn af Rutherford ved University of Manchester i 1909 af videnskabsmand Hans Geiger (hvis arbejde til sidst førte til udviklingen af Geiger-tælleren) og studerende Ernest Marsden. Rutherford, formand for fysikafdelingen i Manchester på tidspunktet for eksperimentet, får primær kredit for eksperimentet, da de teorier, der blev resultatet, primært er hans arbejde. Rutherfords guldfolieeksperiment kaldes undertiden også Geiger-Marsden-eksperimentet.
Funktioner
Guldfolieeksperimentet bestod af en række test, hvor en positivt ladet heliumpartikel blev skudt på et meget tyndt lag guldfolie. Det forventede resultat var, at de positive partikler ville blive flyttet nogle få grader fra deres sti, da de passerede gennem havet med positiv ladning, der blev foreslået i blommeengrødsmodellen. Resultatet var imidlertid, at de positive partikler blev frastødt af guldfolien næsten 180 grader på meget lille region af atomet, mens de fleste af de resterende partikler overhovedet ikke blev afbøjet, men snarere ført lige gennem atom.
Betydning
De data, der blev genereret fra guldfolieeksperimentet, viste, at atommens blommerengrødsmodel var forkert. Den måde, hvorpå de positive partikler sprang af den tynde folie, viste at størstedelen af massen af et atom var koncentreret i et lille område. Fordi størstedelen af de positive partikler fortsatte på deres oprindelige vej ubevæget, trak Rutherford korrekt fra, at det meste af resten af atomet var tomt rum. Rutherford kaldte sin opdagelse "den centrale ladning", en region, der senere blev navngivet kernen.
Potentiel
Rutherfords opdagelse af kernen og den foreslåede atomstruktur blev senere forfinet af fysikeren Niels Bohr i 1913. Bohrs model af atomet, også kaldet Rutherford Bohr-modellen, er den grundlæggende atommodel, der anvendes i dag. Rutherfords beskrivelse af atomet satte grundlaget for alle fremtidige atommodeller og udviklingen af kernefysik.
