O experimente so zlatou fóliou od Rutherforda

Ernest Rutherford, pôvodom z Nového Zélandu, je považovaný za otca jadrovej fyziky za svoje objavy v atómovej štruktúre, aj keď Hantaro Nagaoka, fyzik z cisárskej univerzity v Tokiu, najskôr navrhol teóriu jadra, ako je známa dnes. Rutherfordov „experiment so zlatou fóliou“ viedol k zisteniu, že väčšina hmotnosti atómu sa nachádza v hustej oblasti, ktorá sa dnes nazýva jadro. Pred priekopníckym experimentom so zlatými fóliami bola Rutherfordovi udelená Nobelova cena za ďalšie kľúčové príspevky v oblasti chémie.

Populárnou teóriou atómovej štruktúry v čase Rutherfordovho experimentu bol „slivkový puding“ „Tento model vyvinul v roku 1904 J. J. Thompson, vedec, ktorý objavil elektrón. Táto teória tvrdila, že záporne nabité elektróny v atóme plávali v mori pozitívneho náboja - elektróny boli podobné slivkám v miske s pudingom. Aj keď doktor Nagaoka publikoval svoju konkurenčnú teóriu, že elektróny obiehajú okolo kladného jadra, je podobný spôsobu, akým obieha planéta Saturn. jeho krúžky, v roku 1904 bol model slivkového pudingu prevládajúcou teóriou o štruktúre atómu, kým ho nevyvrátil Ernest Rutherford v r. 1911.

Experiment so zlatou fóliou uskutočnil pod dohľadom Rutherforda na univerzite v Manchestri v roku 1909 vedec Hans Geiger (ktorého práca nakoniec viedla k vývoju počítadla Geiger) a vysokoškolský študent Ernest Marsden. Rutherford, predseda manchesterského oddelenia fyziky v čase experimentu, má primárnu zásluhu na experimente, pretože teórie, ktoré vyústili, sú predovšetkým jeho prácou. Rutherfordov experiment so zlatou fóliou sa tiež niekedy označuje ako experiment Geiger-Marsden.

Experiment so zlatou fóliou pozostával zo série testov, pri ktorých bola pozitívne nabitá častica hélia vystrelená na veľmi tenkú vrstvu zlatej fólie. Očakávaným výsledkom bolo, že pozitívne častice sa budú pohybovať len pár stupňov od svojej dráhy, keď budú prechádzať cez more pozitívneho náboja navrhovaného v modeli slivkového pudingu. Výsledkom však bolo, že pozitívne častice boli veľmi odrazené od zlatej fólie takmer o 180 stupňov malá oblasť atómu, zatiaľ čo väčšina zostávajúcich častíc nebola vôbec odklonená, ale skôr prešla priamo cez atóm.

Údaje generované experimentom so zlatou fóliou preukázali, že model atómu slivkového pudingu bol nesprávny. Spôsob, akým sa pozitívne častice odrážali od tenkej fólie, naznačoval, že väčšina hmotnosti atómu bola sústredená v jednej malej oblasti. Pretože väčšina pozitívnych častíc pokračovala v pôvodnej dráhe nepohnutá, Rutherford správne odvodil, že väčšinu zvyšku atómu tvoril prázdny priestor. Rutherford nazval svoj objav „centrálnym nábojom“, oblasť neskôr pomenovala jadro.

Rutherfordov objav jadra a navrhovanej atómovej štruktúry bol neskôr v roku 1913 vylepšený fyzikom Nielsom Bohrom. Bohrov model atómu, označovaný tiež ako Rutherfordov Bohrov model, je základným atómovým modelom, ktorý sa dnes používa. Rutherfordov popis atómu položil základ pre všetky budúce atómové modely a vývoj jadrovej fyziky.