Mis on Rutherfordi kuldfooliumkatse - Erinevus-Vahel

Mis on Rutherfordi kuldfooliumkatse

Rutherfordi kuldfooliumi katse (Rutherfordi alfa-osakeste hajumise katse) viitab eksperimendile, mille viisid läbi Ernest Rutherford, Hans Geiger ja Ernest Marsden Manchesteri ülikoolis 1900. aastate alguses. Eksperimendis uurisid Rutherford ja tema kaks õpilast, kuidas õhukese kuldfooliumiga põletatud alfa-osakesi suunati. Selle aja populaarsete aatomi mudelite kohaselt oleksid kõik alfa-osakesed pidanud kulgema läbi kuldfooliumi. Kuid nende üllatuseks leidsid Rutherford ja tema õpilased, et umbes 1 iga 8000 alfa-osakestest suunati tagasi allika poole (st nurkades, mis olid suuremad kui 90o). Selle efekti selgitamiseks pidid nad esitama uue mudeli (mida nüüd nimetatakse „Rutherfordi mudel“) Aatomile.


Ernest Rutherford

Katse jaoks hoiti õhukese kuldfooliumi ette radioaktiivset allikat, mis eraldab alfa-osakesi. Allikas ja kuldfoolium ümbritseti tsinksulfiidkattega ekraani ja õhk pumbati välja, et tagada seadme kõik vaakumis. (Kui neil poleks, oleksid alfa-osakesed ära kasutanud oma energia, et ioniseerida õhumolekule ja olla kunagi jõudnud kuldfooliumini).

Allikas olevate alfa-osakeste eeldatavasti läbisid need otse kuldfooliumist. Kui nad tabasid tsinksulfiidiga kaetud ekraani, pidid nad ekraanil tootma väikese hõõguva koha.

Aatomi populaarne mudel oli tol ajal „Plum Pudding Model“. See oli mudel, mille on välja töötanud J.J. Thomson, kes oli elektronid paar aastat varem avastanud. Tema mudeli kohaselt olid aatomid sfäärilised objektid, positiivne laeng jaotus ühtlaselt kogu tainas ja väikesed negatiivsed laengud (elektronid), mis kleepusid sellesse nagu ploomid. Kui see „Plum Pudding Model” oleks olnud õige, oleksid kõik alfa-osakesed pidanud kuldfooliumis kuld aatomeid läbima, näidates väga vähe kõrvalekaldeid. Kuid see, mida Rutherford ja tema õpilased täheldasid, olid üsna erinevad.

Enamik alfa-osakestest tegi kulgema otse kuldfooliumist. Siiski tundus, et mõned alfa-osakestest olid suurte nurkade suhtes nihutatud. Harva näisid mõned alfaosakesed isegi 90-ndate nurkadega nurga all0. Selle tulemuse selgitamiseks tegi Rutherford ettepaneku, et aatomi mass peab olema koondunud väga väikesesse keskpunkti, mida ta nimetas "tuumaks". Läbimõjude põhjal oli samuti selge, et tuum on laetud:


Rutherfordi Gold Foil Experiment - Geiger-Marsdeni eksperimendi ootus ja tulemus

Rutherfordi kuldfooliumikatse - peamised tähelepanekud ja järeldused

Vaatlus Tõlgendamine
Enamik alfa-osakestest läksid otse läbi kuldfooliumi Need alfa-osakesed peavad liikuma ilma, et nad läheksid (laetud) keskpunkti aatomiga. Seetõttu, suurem osa aatomist peab olema tühi.
Vähesed alfa-osakestest olid suurte nurkade all Need peavad olema lähedased aatomi keskele, kus nad keskelt laengust kõrvale kalduvad. Niisiis, the tuum peab olema laetud.
Harvadel juhtudel suunati alfaosakesed detektori suunas tagasi Need peavad olema kokku puutunud tuumaga. Niisiis,tuum peab sisaldama enamikku aatomi massist.

Rutherford ei määranud tingimata kindlaks, et tuum oli nende varajase katsetamise ajal positiivselt laetud (kõrvalekaldeid oleks võinud valmistada atraktiivsed negatiivsed tasud pigem kesksel positsioonil põhinevate positiivsete tasude asemel. Rutherford lõpukstegi avastage, et aatomi tuum on positiivselt laetud, kuid see tehti erinevas katses.

Lõpuks tulid Niels Bohr ja Erwin Schrödinger välja paremad aatomite mudelid, kuid Rutherfordi kuldfooliumikatse on endiselt üks füüsika ajaloo kõige revolutsioonilisemaid katseid.

 

Pilt viisakalt:
1. "Ernest Rutherford 1892", teadmata, avaldatud 1939. aastal Rutherfordis: Rt. Elu ja tähed. Hon. Lord Rutherford, O. M [