Ернест Резерфорд, який родом з Нової Зеландії, вважається батьком ядерної фізики за свої відкриття в атомній структурі, навіть незважаючи на те, що Хантаро Нагаока, фізик Імператорського університету Токіо, вперше запропонував теорію ядра, як відомо сьогодні. «Експеримент із золотою фольгою» Резерфорда привів до відкриття того, що більша частина маси атома розташована в щільній області, яку зараз називають ядром. До новаторського експерименту із золотою фольгою Резерфорд отримав Нобелівську премію за інші ключові внески в галузі хімії.
Історія
Популярною теорією будови атомів на момент експерименту Резерфорда був «сливовий пудинг» "Ця модель була розроблена в 1904 році Дж. Дж. Томпсоном, вченим, який відкрив електрон. Ця теорія стверджувала, що негативно заряджені електрони в атомі плавають у морі позитивного заряду - електрони подібні сливам у чаші з пудингом. Хоча доктор Нагаока опублікував свою конкуруючу теорію про те, що електрони обертаються навколо позитивного ядра, подібне до того, як навколо планети Сатурн її кілець, в 1904 р. модель пудингу сливи була переважаючою теорією про структуру атома, доки її не спростував Ернест Резерфорд в 1911.
Функція
Експеримент із золотою фольгою був проведений під керівництвом Резерфорда в Університеті Манчестера в 1909 році вчений Ганс Гейгер (робота якого з часом призвела до розробки лічильника Гейгера) та студент Ернест Марсден. Резерфорду, голові фізичного факультету Манчестера на момент експерименту, надається головна заслуга в експерименті, оскільки теорії, що вийшли, є в першу чергу його роботою. Експеримент із золотою фольгою Резерфорда також іноді називають експериментом Гейгера-Марсдена.
Особливості
Експеримент із золотою фольгою складався з серії випробувань, в яких позитивно заряджена частинка гелію була відстрілена на дуже тонкому шарі золотої фольги. Очікуваний результат полягав у тому, що позитивні частинки будуть рухатися лише на кілька градусів від свого шляху, коли вони проходили через море позитивного заряду, запропонованого в моделі сливового пудингу. Результатом, однак, було те, що позитивні частинки відштовхувались від золотої фольги майже на 180 градусів за дуже невелика область атома, тоді як більшість частинок, що залишилися, взагалі не відхилялися, а проходили прямо через атом.
Значимість
Дані, отримані в результаті експерименту із золотою фольгою, продемонстрували, що модель атома сливового пудингу була неправильною. Спосіб, яким позитивні частинки відскакували від тонкої фольги, вказував на те, що більша частина маси атома була зосереджена в одній невеликій області. Оскільки більшість позитивних частинок продовжували рухатися по своєму початковому шляху, Резерфорд правильно зробив висновок, що більша частина залишку атома була порожнім простором. Резерфорд назвав своє відкриття "центральним зарядом" - регіоном, який пізніше назвали ядром.
Потенціал
Відкриття Резерфордом ядра та запропонована атомна структура згодом було вдосконалено фізиком Нільсом Бором у 1913 році. Модель атома Бора, яку також називають моделлю Бора Резерфорда, є основною атомною моделлю, яка використовується сьогодні. Опис атома Резерфорда створив основу для всіх майбутніх атомних моделей та розвитку ядерної фізики.