Om Rutherfords Gold Foil Experiment

Ernest Rutherford, opprinnelig fra New Zealand, er kreditert som far til kjernefysikk for sine funn i atomstrukturen, selv om Hantaro Nagaoka, en fysiker fra det keiserlige universitetet i Tokyo, først foreslo teorien om kjernen som den er kjent i dag. Rutherfords "gullfolieeksperiment" førte til oppdagelsen at det meste av et atommasse ligger i en tett region som nå kalles kjernen. Før det banebrytende gullfolieeksperimentet ble Rutherford tildelt Nobelprisen for andre viktige bidrag innen kjemi.

Den populære teorien om atomstruktur på tidspunktet for Rutherfords eksperiment var "plommepudding Denne modellen ble utviklet i 1904 av J.J. Thompson, forskeren som oppdaget elektron. Denne teorien hevdet at de negativt ladede elektronene i et atom fløt i et hav av positiv ladning - elektronene ligner plommer i en bolle med pudding. Selv om Dr. Nagaoka hadde publisert sin konkurrerende teori om at elektroner kretser rundt en positiv kjerne, lik den måten planeten Saturn kretser av dens ringer, i 1904, var plommepudding-modellen den rådende teorien om atomets struktur til den ble motbevist av Ernest Rutherford i 1911.

Gullfolieeksperimentet ble utført under tilsyn av Rutherford ved University of Manchester i 1909 av forsker Hans Geiger (hvis arbeid til slutt førte til utviklingen av Geiger-telleren) og lavere student Ernest Marsden. Rutherford, leder av Manchester fysikkavdeling på tidspunktet for eksperimentet, får primær kreditt for eksperimentet, ettersom teoriene som resulterte først og fremst er hans arbeid. Rutherfords gullfolieeksperiment blir også noen ganger referert til som Geiger-Marsden-eksperimentet.

Gullfolieeksperimentet besto av en serie tester der en positivt ladet heliumpartikkel ble skutt mot et veldig tynt lag med gullfolie. Det forventede resultatet var at de positive partiklene ville bli flyttet bare noen få grader fra deres vei når de passerte gjennom havet med positiv ladning foreslått i plommepudding-modellen. Resultatet var imidlertid at de positive partiklene ble frastøtt av gullfolien nesten 180 grader på et veldig liten region av atomet, mens de fleste av de gjenværende partiklene ikke ble avbøyd i det hele tatt, men snarere passert rett gjennom atom.

Dataene generert fra gullfolieeksperimentet viste at plommepuddingmodellen til atomet var feil. Måten de positive partiklene spratt av den tynne folien, indikerte at størstedelen av massen til et atom var konsentrert i en liten region. Fordi flertallet av de positive partiklene fortsatte på sin opprinnelige bane uberørt, trakk Rutherford riktig ut at det meste av resten av atomet var tomt rom. Rutherford kalte oppdagelsen sin "den sentrale ladningen", en region som senere ble kalt kjernen.

Rutherfords oppdagelse av kjernen og den foreslåtte atomstrukturen ble senere raffinert av fysikeren Niels Bohr i 1913. Bohrs modell av atomet, også referert til som Rutherford Bohr-modellen, er den grunnleggende atommodellen som brukes i dag. Rutherfords beskrivelse av atomet la grunnlaget for alle fremtidige atommodeller og utviklingen av kjernefysikk.