L’esperimento della lamina d’oro di Rutherford

Questa è una citazione di un fisico a commento di uno dei suoi risultati sperimentali che disse del suo esperimento che era come se si sparasse un proiettile da 15 pollici contro un pezzo di carta velina e questo tornasse indietro e ti colpisse.un proiettile di 15 pollici contro un pezzo di carta velina e questo tornasse indietro e ti colpisse quindi parliamo del suo esperimento e di quello che stava facendo Rutherford all’epoca aveva fatto molte ricerche sulla radioattività era amico di Marie Curie e di suo marito Pierre e aveva fatto molti studi cercando sui diversi tipi di reattività e più specificamente era curioso in questo periodo sulle particelle alfa di Apple asari che sono in realtà all’epoca non sapeva cosa fossero, ma ora sappiamo che sono nuclei di elio 2 più, il che significa che abbiamo due protoni nel nucleo poiché E’ elio e ha anche due neutroni e non ha elettroni e quindi ha una carica di due più quindi quello che fece il fratello Fer prese un pezzo di radio e lo mise dentro una scatola di piombo e la scatola di piombo aveva un piccolo foro su un lato in modo che le particelle radioattive potessero uscire quel buco nella direzione che voleva e poi sparò le particelle alfa su un pezzo di lamina d’oro, un pezzo molto sottile di lamina d’oro ed era curioso di vedere se poteva imparare qualcosa sulla struttura dell’atomo usando questo esperimento, quindi se guardiamo indietro alla nostra citazione diremmo che le nostre particelle alfa particelle alfa qui le particelle alfa sono i proiettili che escono dalla nostra pistola a particelle alfa e il foglio d’oro è la nostra carta velina e abbiamo queste particelle alfa piuttosto veloci e massicce che gli stiamo sparando, ma perché Rutherford si aspettava che ciò accadesse qui non è necessariamente semplice, almeno per me, perché si dovrebbe pensare che queste particelle alfa passino direttamente attraverso il foglio d’oro, quindi ciò che il fratello liberato all’epoca stava facendo era testare il modello del budino di prugne, quindi questo è abbastanza presto nella storia in cui noi scienziati di allora sapevamo che JJ Thompson un altro fisico aveva appena scoperto gli elettroni, quindi sapevamo che l’atomo, l’atomo aveva qualcosa, aveva queste particelle che erano piccole, davvero piccole, sapevamo che erano meno dell’1% della massa di un atomo di idrogeno, quindi molto più piccole di un atomo, e sapevamo che erano cariche negativamente, quindi le chiamerò elettroni li chiamerò elettroni perché ora conosciamo i loro elettroni e così JJ Thompson sapeva che gli elettroni esistevano in base ai suoi risultati sperimentali e ha proposto in base ai suoi risultati che un atomo assomiglia a un budino di prugne e se non sai cos’è un budino di prugne perché forse non sei Se non sapete cos’è un budino di prugne perché forse non siete inglesi o semplicemente non vi piace la sporcizia, potreste anche immaginarlo simile a un biscotto al cioccolato, quindi abbiamo queste piccole particelle caricate negativamente che sono bloccate all’interno dell’atomo, ma la maggior parte dell’atomo è composta da un minestrone caricato positivamente e questo era principalmente perché l’atomo nel complesso deve essere neutrale, gli scienziati sapevano che gli atomi erano neutri, quindi ci doveva essere qualcosa per annullare la carica negativa dell’elettrone, quindi poiché Rutherford stava iniziando con questo nella sua mente per come sono gli atomi d’oro, poteva effettivamente fare previsioni matematiche su ciò che le particelle alfa e quello che aveva previsto era che sarebbero passate dritte, si possono usare equazioni fisiche per guardare il campo elettrico generato da questo minestrone caricato positivamente e si scopre che il campo, poiché le cariche sono sparse su tutto l’atomo, è molto debole e quindi quello che pensava sarebbe successo era che tutte le particelle sarebbero passate dritte e occasionalmente una di loro avrebbe potuto essere piegata un po’, poiché abbiamo un atomo caricato positivamente e a seconda di dove le particelle alfa passano, pensava si potesse vedere un po’ di deflessione, ma per lo più si poteva vedere un’altra particella. un po’ di deviazione, ma per lo più dovrebbe passare dritto e credo che abbiamo iniziato con uno spoiler perché sappiamo che non ha ottenuto proprio quello che si aspettava, quindi cosa ha visto esattamente Rutherford? Beh, ha sparato le sue particelle alfa alla sua carta velina e ha visto la maggior parte delle particelle passare dritto, proprio come si aspettava, infatti ha visto quasi tutte le particelle passare dritto, ha visto un paio di loro essere deviate un po’, quindi sono state deviate dal loro percorso forse di circa 1 grado, quindi appena sufficiente per essere in grado di vederlo e se non fosse stato un chimico curioso, forse ancora penseremmo ancora che questo è l’aspetto di un atomo ma per fortuna Rutherford era un chimico molto scrupoloso e pensò anche che potesse essere interessante rilevare se le particelle arrivassero non solo qui non mise solo uno schermo rivelatore qui mise uno schermo rivelatore che andava tutto intorno e quindi tutto intorno quasi tutto intorno dando abbastanza spazio alle particelle alfa per entrare e lui stava molto attento qui perché davvero non si aspettava di vedere nulla proprio qui intorno o qui o davvero ovunque tranne che qui ma si scoprì che per ogni uno su uno su 20. 000 particelle alfa o qualche folle cosa su 20,000 particelle alfa o qualche piccolo numero folle come quello per ogni uno su 20,000 particelle alfa ha visto le particelle colpire la lamina d’oro e rimbalzare indietro e questo è pazzesco giusto che è esattamente quello che non ti aspetti quando colpisci un pezzo di carta velina con un proiettile quindi la prima cosa che ha fatto non credo fosse andare hmm questo è davvero pazzesco vogliamo solo sapere quale prezzo qui sono abbastanza sicuro che la prima cosa che ha fatto è stato questo è strano e poi probabilmente ha controllato i suoi risultati sperimentali e ha provato a ripeterlo e ha controllato tutto per assicurarsi che nulla stesse andando storto e si è scoperto che sì qualcosa stava effettivamente accadendo questo uno e 20,000 particelle alfa era reale quindi cosa significava questo significava che avevamo bisogno di un nuovo modello atomico dovevamo spiegare in qualche modo che una minuscola frazione delle particelle alfa veniva rimbalzata indietro quindi come ha fatto questo sapeva che c’era qualcosa nell’atomo che era minuscolo, massiccio e caricato positivamentee sapeva che doveva essere minuscolo perché non molte particelle alfa interagivano con esso perché la maggior parte passava direttamente attraverso di esso sapeva che doveva essere massiccio e caricato positivamente perché gli elettroni sono davvero piccoli e la maggior parte delle particelle passava direttamente attraverso di esso quindi qualsiasi cosa con cui queste particelle interagivano doveva essere molto piccola ma davvero pesante, che è il modo in cui rimbalzavano indietro, così fece un nuovo modello dell’atomo che incorporava questi requisiti e quello che disse era che ci doveva essere qualcosa con queste proprietà che ora chiamiamo il nucleo ed è davvero minuscolo, infatti fu in grado di calcolare esattamente e approssimativamente quanto fosse grande in base a quante particelle alfa lo colpiscono e disse che era circa 110 mila decimillesimi del volume dell’atomo e poi cos’altro abbiamo, sappiamo di avere questo nucleo che è caricato positivamente e minuscolo e massiccio e poi abbiamo anche i nostri elettroni e poi cosa fa il resto dell’atomo in base a tutto questo significa che la maggior parte dell’atomo è in realtà spazio vuoto dato che gli elettroni sono davvero piccoli e il nucleo occupa solo un decimo del raggio.millesimo del raggio, il resto dello spazio è solo il nulla, il che è un po’ folle, quindi sulla base di questo particolare modello che Rutherford fa, è stato in grado di spiegare i suoi risultati, è stato in grado di spiegare che la maggior parte delle particelle alfa passano direttamente e poi, di tanto in tanto, una particella alfa si avvicina molto al nucleo e viene deviata un po’ e, ancora più raramente, una particella alfa può colpire un nucleo direttamente e poi viene rimbalzata perché il nucleo è super pesante e perché è carico positivamente, quindi respinge la Rutherford chiamò questo particolare modello o noi lo chiamiamo ora, non sono sicuro quale, in realtà lo chiamò il modello nucleare, che in realtà è molto simile all’immagine moderna dell’atomo a cui pensa la maggior parte delle persone. Ci sono molte domande che non hanno ancora una risposta, come cosa fanno esattamente gli elettroni o dove sono gli elettroni, ma poiché Rutherford propone un nuovo modello, altri scienziati furono in grado di progettare nuovi esperimenti per testarlo e non molto tempo dopo avevamo un quadro abbastanza chiaro di ciò che stava accadendo a livello dell’atomo