Ernest Rutherford, originar din Noua Zeelandă, este creditat ca fiind tatăl fizicii nucleare pentru descoperirile sale în structura atomică, chiar dacă Hantaro Nagaoka, un fizician de la Universitatea Imperială din Tokyo, a propus mai întâi teoria nucleului așa cum este cunoscut azi. „Experimentul cu folie de aur” al lui Rutherford a condus la descoperirea că cea mai mare parte a masei unui atom se află într-o regiune densă numită acum nucleu. Înainte de inovatorul experiment cu folie de aur, Rutherford a primit Premiul Nobel pentru alte contribuții cheie în domeniul chimiei.
Istorie
Teoria populară a structurii atomice la momentul experimentului lui Rutherford era „budinca de prune Acest model a fost dezvoltat în 1904 de J.J. Thompson, omul de știință care a descoperit electron. Această teorie susținea că electronii încărcați negativ dintr-un atom pluteau într-o mare cu sarcină pozitivă - electronii fiind asemănători cu prunele într-un bol de budincă. Deși Dr. Nagaoka și-a publicat teoria concurentă conform căreia electronii orbitează un nucleu pozitiv, asemănător cu modul în care planeta Saturn este orbitată de inelele sale, în 1904, modelul de budincă de prune a fost teoria predominantă asupra structurii atomului până când a fost respins de Ernest Rutherford în 1911.
Funcţie
Experimentul cu folie de aur a fost realizat sub supravegherea lui Rutherford la Universitatea din Manchester în 1909 de către omul de știință Hans Geiger (a cărui muncă a dus în cele din urmă la dezvoltarea tejghelei Geiger) și studentul universitar Ernest Marsden. Rutherford, președintele departamentului de fizică din Manchester la momentul experimentului, primește creditul principal pentru experiment, deoarece teoriile care au rezultat sunt în primul rând lucrările sale. Experimentul cu folie de aur al lui Rutherford este denumit uneori și experimentul Geiger-Marsden.
Caracteristici
Experimentul cu folie de aur a constat dintr-o serie de teste în care o particulă de heliu încărcată pozitiv a fost împușcată pe un strat foarte subțire de folie de aur. Rezultatul așteptat a fost că particulele pozitive vor fi mutate la doar câteva grade de la drumul lor în timp ce treceau prin marea de încărcare pozitivă propusă în modelul de budincă de prune. Rezultatul, totuși, a fost că particulele pozitive au fost respinse de pe folia de aur cu aproape 180 de grade într-o foarte mare mică regiune a atomului, în timp ce majoritatea particulelor rămase nu au fost deviate deloc, ci au trecut mai degrabă chiar prin atom.
Semnificaţie
Datele generate din experimentul cu folie de aur au demonstrat că modelul de budincă de prune al atomului a fost incorect. Modul în care particulele pozitive au sărit de pe folia subțire a indicat faptul că majoritatea masei unui atom era concentrată într-o regiune mică. Deoarece majoritatea particulelor pozitive și-au continuat drumul inițial nemișcat, Rutherford a dedus corect că cea mai mare parte a restului atomului era spațiu gol. Rutherford a numit descoperirea sa „sarcina centrală”, o regiune numită ulterior nucleu.
Potenţial
Descoperirea de către Rutherford a nucleului și a structurii atomice propuse a fost rafinată ulterior de fizicianul Niels Bohr în 1913. Modelul lui Bohr al atomului, denumit și modelul Rutherford Bohr, este modelul atomic de bază utilizat astăzi. Descrierea atomică a lui Rutherford a pus bazele tuturor modelelor atomice viitoare și dezvoltării fizicii nucleare.
