2023 Autor: Jake Johnson | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-05-24 23:12
Godine 1909. Thomsonov atomski model zamijenjen je njegovim bivšim učenikom, Ernestom Rutherfordom, koji je otkrio da je većina mase atoma, kao i njegovog pozitivnog naboja, koncentrisana u središtu njegovog ukupnog volumena, predviđajući da je navedeni razlomak u centru.
Bilo je to 1911. godine, kada su Hans Geiger i Ernest Marsden, pod nadzorom Ernesta Rutherforda, izveli zajednički eksperiment u kojem su lansirali alfa čestice (jonizirana jezgra helijuma - 4, koji se sastoje od dva neutrona i dva protona) iz radioaktivnog izvora, nasuprot zlatnoj foliji. Ove čestice su udarile u fluorescentni ekran koji je postavljen oko metalnog lima.
Ovi naučnici, slijedeći Thomsonov model, i uzimajući u obzir zamah alfa čestica i uzimajući masu elektrona kao minimum, očekivali su da će rezultat njihovog eksperimenta biti da će sve alfa čestice proći kroz ploču od zlata bez uvrtanja putanje, ili u suprotnom, da su navedene čestice apsorbovane u lim, međutim, bili su zaprepašćeni kada su videli da je mali broj alfa čestica skrenut sa svoje putanje, ne prateći njihova predviđanja.
Tako je Rutherford, slijedeći rezultate eksperimenta “zlatnu foliju”, predložio svoj atomski model, odbacujući Thomsonov model, kojipreovladavala do tada. U ovom modelu, elektroni su se okretali oko jezgra, tog novog dijela atoma. Ovaj prijedlog je simulirao planetarni sistem.
Zahvaljujući eksperimentu sa zlatnom folijom, Rutherford je pokazao da su atomi praktično prazni, koncentrišući većinu svoje mase u centralnom dijelu, odnosno u nukleusu. Zaključio je da je veliki dio atoma prazan jer je velika većina projektovanih čestica pratila pravu liniju, a određeni broj čestica je bio skrenut, što ukazuje na postojanje jezgra. Ovako je ovaj njemački fizičar zaslužan za otkriće jezgra.
Jezgro, centralni dio atoma, je mjesto gdje je koncentrisano 99, otprilike 9% ukupne mase, dajući mu pozitivan naboj. Sastoji se od neutrona i protona (zbir njih je poznat kao nukleoni), ujedinjenih nuklearnim interakcijama.
Sastavne čestice jezgra su protoni i neutroni:
- Protoni su subatomske čestice, pozitivno nabijene. Broj protona u svakom atomu ukazuje na poziciju elementa u periodnom sistemu, pošto se poklapa sa atomskim brojem, predstavljenim slovom Z. Jezgra koja imaju isti Z su poznati kao izotopi. Otkriće ovih čestica pripisuje se J. J. Thomsonu.
- Neutroni su barioni, odnosno subatomske čestice sastavljene od tri kvarka. Ove čestice kada jesuizvan jezgra (koje dijeli s protonima), oni su nestabilni, s vremenom poluraspada od samo nekoliko minuta i mogu postati proton emitiranjem elektrona i antineutrina. Masa neutrona je vrlo slična masi protona. Zahvaljujući njegovom prisustvu, jezgra imaju stabilnost. Bilo je to 1920. godine, kada je Rutherford predložio postojanje ove čestice, čime je mogao objasniti zašto se jezgra nisu razdvojila zbog elektromagnetne odbijanja koju vrše protoni.
