Ernest Rutherford, ki prihaja iz Nove Zelandije, je zaslužen za očeta jedrske fizike zaradi svojih odkritij v atomski strukturi, čeprav je Hantaro Nagaoka, fizik z Imperial University of Tokyo, najprej predlagal teorijo jedra, kot je znana danes. Rutherfordov "poskus z zlato folijo" je privedel do odkritja, da se večina atomske mase nahaja v gosto območje, ki se zdaj imenuje jedro. Pred revolucionarnim poskusom z zlato folijo je Rutherford prejel Nobelovo nagrado za druge ključne prispevke na področju kemije.
Zgodovina
Priljubljena teorija atomske strukture v času Rutherfordovega eksperimenta je bila "slivov puding ". Ta model je leta 1904 razvil J.J. Thompson, znanstvenik, ki je odkril elektrona. Ta teorija je trdila, da negativno nabiti elektroni v atomu plavajo v morju pozitivnega naboja - elektroni so podobni slivam v skledi s pudingom. Čeprav je dr. Nagaoka objavil svojo konkurenčno teorijo, da elektroni krožijo okoli pozitivnega jedra, podobno načinu kroženja planeta Saturn njegovih prstanov, leta 1904, je model pudingove slive prevladoval o strukturi atoma, dokler ga Ernest Rutherford ni ovrgel leta 1911.
Funkcija
Poskus z zlato folijo je leta 1909 izvedel pod nadzorom Rutherforda na Univerzi v Manchestru znanstvenik Hans Geiger (katerega delo je sčasoma pripeljalo do razvoja Geigerjevega števca) in dodiplomski študent Ernest Marsden. Rutherford, predsednik fizičnega oddelka v Manchestru v času eksperimenta, ima glavno zaslugo za eksperiment, saj so teorije, ki so nastale, predvsem njegovo delo. Rutherfordov poskus z zlato folijo včasih imenujejo tudi Geiger-Marsdenov poskus.
Lastnosti
Poskus z zlato folijo je bil sestavljen iz serije testov, v katerih je bil pozitivno nabit helijev delček posnet na zelo tanko plast zlate folije. Pričakovani rezultat je bil, da se bodo pozitivni delci premaknili le nekaj stopinj od svoje poti, ko so šli skozi morje pozitivnega naboja, ki ga predlaga model slivovega pudinga. Rezultat pa je bil, da so se pozitivni delci zlate folije oddaljili za skoraj 180 stopinj v zelo majhno območje atoma, medtem ko večina preostalih delcev sploh ni bila upognjena, temveč so šli naravnost skozi atom.
Pomembnost
Podatki, pridobljeni z eksperimentom z zlato folijo, so pokazali, da je model atoma slivovega pudinga napačen. Način, kako so se pozitivni delci odbili od tanke folije, je pokazal, da je bila večina mase atoma koncentrirana v enem majhnem območju. Ker je večina pozitivnih delcev nadaljevala svojo prvotno pot nepremično, je Rutherford pravilno ugotovil, da je bila večina preostalega atoma prazen prostor. Rutherford je svoje odkritje označil za "osrednji naboj", regijo, kasneje imenovano jedro.
Potencial
Rutherfordovo odkritje jedra in predlagano strukturo atoma je pozneje leta 1913 izpopolnil fizik Niels Bohr. Bohrov model atoma, imenovan tudi Rutherford Bohrov model, je danes osnovni atomski model. Rutherfordov opis atoma je postavil temelje vsem prihodnjim atomskim modelom in razvoju jedrske fizike.