Rutherfords experiment med guldfolie

Detta är ett citat av en fysiker som en kommentar till ett av hans experimentella resultat.Han sa om sitt experiment att det var som om man sköt en 15-Det var som om man skulle skjuta en 15-tums granat på en bit silkespapper och den kom tillbaka och träffade en, så låt oss prata om hans experiment och vad han gjorde Rutherford hade vid den tiden forskat mycket om radioaktivitet, han var vän med Marie Curie och hennes man Pierre och han hade gjort en hel del studier för att undersöka radioaktivitet. Han var nyfiken på Apple asari alfapartiklar som han faktiskt inte visste vad de var, men vi vet nu att de är helium 2 plus-kärnor, vilket betyder att vi har två protoner i kärnan. det är helium och det har också två neutroner och det har inga elektroner och därmed har det en två plus laddning så vad broder fer gjorde var att han tog en bit radium och han satte den inuti en blylåda och blylådan hade ett litet hål i den på ena sidan så att de radioaktiva alfapartiklarna kunde komma ut ur den. Han sköt sedan alfapartiklarna mot en bit guldfolie, en mycket tunn bit guldfolie, och han var nyfiken på att se om han kunde lära sig lite mer om atomens struktur med hjälp av detta experiment. alfapartiklar här alfapartiklarna är kulorna som kommer ut ur vår alfapartikelpistol och guldfolien är vårt silkespapper och vi har dessa ganska snabba och massiva alfapartiklar som vi skjuter mot den, men varför förväntade sig Rutherford att det skulle hända här det är inte nödvändigtvis rakt igenom, åtminstone inte för mig, varför man skulle tro att dessa alfapartiklar bara skulle gå rakt igenom den tjocka folien, så vad bror Freed på den tiden gjorde var att han testade plommonpuddingmodellen så det här är ganska tidigt i historien där vi som vetenskapsmän långt bakåt i tiden visste att JJ Thompson en annan fysiker just hade upptäckt elektroner så vi visste att atomen, atomen hade något hade dessa partiklar i den som var små som var riktigt små vi visste att de var mindre än 1% av massan av en väteatom så mycket mindre än en atom och vi visste att de var negativt laddade så jag är JJ Thompson visste att det fanns elektroner baserat på hans experimentella resultat och han föreslog baserat på sina resultat att en atom ser ut som en plommonpudding och om du inte vet vad en plommonpudding är för att du kanske är inte är brittisk eller om du bara inte gillar smuts kan du också föreställa dig att den ser ut som en chokladkaka, så vi har dessa små negativt laddade partiklar som sitter fast inuti atomen, men större delen av atomen består av en positivt laddad soppa, och detta berodde främst på att atomen överlag måste vara neutral, vetenskapsmännen visste att atomer var neutrala, så det måste finnas något där som kan uppväga elektronens negativa laddning. man kan använda fysikaliska ekvationer för att titta på det elektriska fältet som genereras av denna positivt laddade soppa och det visar sig att fältet eftersom laddningarna sprids ut över hela atomen är fältet mycket svagt och så vad han trodde skulle hända var att alla partiklar bara skulle gå rakt igenom och då och då skulle en av dem kanske böjas lite eftersom vi har en positivt laddad soppa atom, beroende på var alfapartiklarna går igenom, så trodde han att man skulle kunna se en liten Vi började med en spoiler eftersom vi vet att han inte riktigt fick vad han förväntade sig. Så vad exakt såg Rutherford? Han sköt sina alfapartiklar mot sitt silkespapper och han såg att de flesta av partiklarna gick rakt igenom precis som han förväntade sig. I själva verket såg han att nästan alla partiklar gick rakt igenom, men han såg att ett par av dem böjdes av lite, så att de böjdes av från sin bana, kanske ungefär en grad, alltså knappt tillräckligt för att man skulle kunna se det, och du vet, om han inte hade varit en nyfiken kemist så hade vi kanske fortfarande… Han tänkte också att det kunde vara intressant att upptäcka om partiklar kom inte bara här, han satte inte bara en detektorskärm här, han satte en detektorskärm som gick hela vägen runt, så hela vägen runt, nästan hela vägen runt, vilket ger tillräckligt med utrymme för alfapartiklarna att komma in, och han var verkligen försiktig här, för han förväntade sig verkligen inte att se något här, eller här, eller någon annanstans utom här, men det visade sig att för var och en på en på 20,000 alfapartiklar eller något galet litet tal som det för varje en på 20,000 alfapartiklar såg han att partiklarna träffade guldfolien och studsade tillbaka och det är galet, det är precis vad man inte förväntar sig när man träffar en bit silkespapper med en kula, så det första han gjorde, tror jag, var inte att säga: ”Det här är verkligen galet, vi vill bara veta vad det är som händer här.” Jag är ganska säker på att det första han gjorde var: ”Det här är konstigt”, och sedan kontrollerade han antagligen sina experimentella resultat, och försökte upprepa det, och kontrollerade allting för att se till att inget gick snett, och det visade sig att ja, det var faktiskt något som hände, här på 20 och 20,000 alfapartiklar var verklig så vad betydde detta detta betydde att vi behövde en ny atommodell vi var tvungna att förklara på något sätt att en liten del av alfapartiklarna studsade tillbaka så hur gjorde han detta han visste att det fanns något i atomen som var litet massivt och positivt-Han visste att det måste vara litet eftersom inte särskilt många alfapartiklar interagerade med det eftersom de flesta av dem gick rakt igenom. Han visste att det måste vara massivt och positivt laddat eftersom elektronerna är mycket små och de flesta av partiklarna gick rakt igenom, så det som dessa partiklar interagerar med måste vara mycket litet men mycket tungt, vilket är orsaken till att de studsar tillbaka. och den är verkligen liten i själva verket kunde han beräkna exakt exakt han kunde beräkna ungefär hur stor den var baserat på hur många alfapartiklar som träffade den och han sa att den var ungefär 110 tusen tiotusendelar av atomens volym och sedan vad har vi mer vi vet att vi har denna kärna som är positivt laddad och liten och massiv och sedan har vi också våra elektroner och sedan vad gör resten av atomen baserat på allt detta det betyder att större delen av atomen faktiskt är tomt utrymme eftersom elektronerna är riktigt små och kärnan bara tar upp en tio-tusendel av radien så är resten av utrymmet bara ingenting, vilket är ganska galet, så baserat på denna speciella modell som Rutherford gör som kan vara nästa han kunde förklara sina resultat han kunde förklara att de flesta alfapartiklarna bara gick rakt igenom och sedan då och då en alfapartikel skulle komma riktigt nära kärnan och då skulle den bli avböjd lite och ännu mer sällsynt en alfapartikel skulle kunna träffa en kärna rakt på och då skulle den studsa av eftersom kärnan är supertung och eftersom den är positivt laddad så skulle den avstötas av Rutherford kallade denna speciella modell, eller vi kallar den nu, jag är inte säker på vilken, han kallade den för kärnmodellen. Den ser faktiskt ganska likadan ut som den moderna bilden av atomen som de flesta människor tänker på. Det finns en hel del frågor som fortfarande inte är besvarade här, till exempel vad exakt elektronerna gör eller var de är, var är elektronerna, men eftersom Rutherford föreslog en ny modell, kunde andra vetenskapsmän utforma nya experiment för att testa den, och inte särskilt länge efteråt hade vi en ganska bra bild av vad som hände på atomnivå.