Πώς δίνει η διασπορά των σωματιδίων μεγάλης γωνίας άλφα για ένα πυρηνικό μοντέλο ατόμου;
1. Το πείραμα Gold Foil Rutherford:
* Η εγκατάσταση: Στις αρχές του 20ου αιώνα, ο Ernest Rutherford και οι μαθητές του διεξήγαγαν ένα διάσημο πείραμα όπου βομβάρδισαν ένα λεπτό χρυσό φύλλο με σωματίδια άλφα (θετικά φορτισμένοι πυρήνες ηλίου).
* Το αναμενόμενο αποτέλεσμα: Με βάση το επικρατούμενο μοντέλο "Plum Pudding", όπου τα ηλεκτρόνια ήταν διάσπαρτα σε μια θετική σφαίρα φορτισμένη, τα σωματίδια άλφα αναμενόταν να περάσουν από το φύλλο με μόνο ελαφρές αποκλίσεις στα μονοπάτια τους.
* Το πραγματικό αποτέλεσμα: Τα αποτελέσματα ήταν εκπληκτικά! Ενώ τα περισσότερα σωματίδια άλφα περνούσαν κατευθείαν, ένα μικρό ποσοστό ήταν διάσπαρτα σε μεγάλες γωνίες, μερικοί ακόμη και αναπήδησαν προς την πηγή.
2. Ερμηνεία και το πυρηνικό μοντέλο:
* απροσδόκητες εκτροπές: Η διασπορά μεγάλης γωνίας ήταν απροσδόκητη και δεν μπορούσε να εξηγηθεί από το μοντέλο πουτίγκα δαμάσκηνου. Πρότεινε ένα πολύ συμπυκνωμένο θετικό φορτίο μέσα στο άτομο.
* Το πυρηνικό μοντέλο: Ο Rutherford πρότεινε ότι το άτομο αποτελείται από ένα μικροσκοπικό, πυκνό, θετικά φορτισμένο πυρήνα στο κέντρο, που περιβάλλεται από αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια που περιστρέφονται σε απόσταση. Αυτό το μοντέλο εξήγησε την παρατηρούμενη σκέδαση:
* Άμεσες επιτυχίες: Τα σωματίδια άλφα που ήρθαν κοντά στον πυρήνα παρουσίασαν ισχυρή ηλεκτροστατική απόρριψη, προκαλώντας τους να εκτρέπονται σε μεγάλες γωνίες.
* περνώντας από: Τα σωματίδια άλφα που πέρασαν μακριά από τον πυρήνα αντιμετώπισαν ασθενέστερες δυνάμεις και παρουσίασαν μόνο μικρές αποκλίσεις.
3. Βασικά στοιχεία:
* Διάρκεια μεγάλης γωνίας: Η ύπαρξη διασκορπισμού μεγάλης γωνίας έδειξε έντονα ένα συμπυκνωμένο θετικό φορτίο μέσα στο άτομο. Αυτό ήταν αδύνατο να εξηγηθεί με το μοντέλο πουτίγκα δαμάσκηνου.
* Μικρό ποσοστό σκέδασης: Το γεγονός ότι μόνο ένα μικρό ποσοστό των σωματιδίων άλφα ήταν διάσπαρτα σε μεγάλες γωνίες υποδηλώνει ότι ο πυρήνας κατέλαβε ένα μικρό κλάσμα του συνολικού ατομικού όγκου.
Συνοπτικά:
Η παρατήρηση της διασποράς σωματιδίων μεγάλης γωνίας άλφα στο πείραμα Gold Foil Rutherford παρείχε επιτακτικά στοιχεία για ένα πυρηνικό μοντέλο του ατόμου. Αυτό το μοντέλο, με το συγκεντρωμένο θετικό του φορτίο μέσα σε ένα μικροσκοπικό πυρήνα, εξήγησε με επιτυχία την απροσδόκητη συμπεριφορά σκέδασης, επαναλαμβάνοντας την κατανόηση της ατομικής δομής.
