Ernest Rutherford, ursprünglich aus Neuseeland, gilt als Vater der Kernphysik für seine Entdeckungen in der Atomstruktur. obwohl Hantaro Nagaoka, ein Physiker von der Imperial University of Tokyo, zuerst die Theorie des Kerns vorgeschlagen hat, wie sie bekannt ist heute. Rutherfords "Goldfolien-Experiment" führte zu der Entdeckung, dass sich der größte Teil der Masse eines Atoms in einer dichten Region befindet, die heute Kern genannt wird. Vor dem bahnbrechenden Goldfolien-Experiment wurde Rutherford der Nobelpreis für weitere wichtige Beiträge auf dem Gebiet der Chemie verliehen.
Geschichte
Die populäre Theorie der Atomstruktur zur Zeit von Rutherfords Experiment war der "Pflaumenpudding". Modell." Dieses Modell wurde 1904 von J.J. Thompson entwickelt, dem Wissenschaftler, der die Elektron. Diese Theorie besagte, dass die negativ geladenen Elektronen in einem Atom in einem Meer positiver Ladung schwebten – die Elektronen ähnelten Pflaumen in einer Schüssel mit Pudding. Obwohl Dr. Nagaoka seine konkurrierende Theorie veröffentlicht hatte, dass Elektronen einen positiven Kern umkreisen, ähnlich der Art und Weise, wie der Planet Saturn umkreist wird seiner Ringe, 1904 war das Plumpudding-Modell die vorherrschende Theorie über die Struktur des Atoms, bis es von Ernest Rutherford inford widerlegt wurde 1911.
Funktion
Das Goldfolien-Experiment wurde 1909 unter der Leitung von Rutherford an der University of Manchester durchgeführt von Wissenschaftler Hans Geiger (dessen Arbeit schließlich zur Entwicklung des Geigerzählers führte) und Student Ernest Marsden. Rutherford, zum Zeitpunkt des Experiments Vorsitzender der Physikabteilung von Manchester, wird das Experiment in erster Linie gewürdigt, da die daraus resultierenden Theorien in erster Linie seine Arbeit sind. Rutherfords Goldfolienexperiment wird manchmal auch als Geiger-Marsden-Experiment bezeichnet.
Eigenschaften
Das Goldfolien-Experiment bestand aus einer Reihe von Tests, bei denen ein positiv geladenes Heliumteilchen auf eine sehr dünne Goldfolienschicht geschossen wurde. Das erwartete Ergebnis war, dass die positiven Teilchen beim Durchgang durch das Meer positiver Ladung, das im Plumpudding-Modell vorgeschlagen wird, nur wenige Grad von ihrer Bahn entfernt wären. Das Ergebnis war jedoch, dass die positiven Partikel in sehr kurzer Zeit um fast 180 Grad von der Goldfolie abgestoßen wurden kleinen Bereich des Atoms, während die meisten der verbleibenden Teilchen überhaupt nicht abgelenkt wurden, sondern direkt durch die Atom.
Bedeutung
Die Daten des Goldfolienexperiments zeigten, dass das Plumpudding-Modell des Atoms falsch war. Die Art und Weise, wie die positiven Teilchen von der dünnen Folie abprallten, zeigte, dass der Großteil der Masse eines Atoms in einem kleinen Bereich konzentriert war. Da die Mehrheit der positiven Teilchen ihre ursprüngliche Bahn unbewegt fortsetzte, folgerte Rutherford richtig, dass der größte Teil des Rests des Atoms leerer Raum war. Rutherford nannte seine Entdeckung "die zentrale Ladung", eine Region, die später als Kern bezeichnet wurde.
Potenzial
Rutherfords Entdeckung des Kerns und der vorgeschlagenen Atomstruktur wurde später 1913 vom Physiker Niels Bohr verfeinert. Das Bohrsche Atommodell, auch Rutherford-Bohr-Modell genannt, ist das heute verwendete grundlegende Atommodell. Rutherfords Beschreibung des Atoms bildete die Grundlage für alle zukünftigen Atommodelle und die Entwicklung der Kernphysik.