2023 Autor: Jake Johnson | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-05-24 23:12
Ernest Rutherford, ili Lord Rutherford kako su ga još zvali, može se smatrati ocem nuklearne fizike i hemije atoma. Prije njegovog čuvenog eksperimenta, svjetska naučna zajednica je bez ikakvih problema vjerovala u atomski model Thomson, vrlo jednostavan model u kojem su postojali samo negativno nabijeni elektroni, ugrađeni u pozitivno nabijeni atom, kao grožđice u bilo kom pudingu.
Ali Rutherfordov eksperiment je otkrio nešto vrlo čudno u rezultatima eksperimenta, nešto što je išlo u suprotnom smjeru u odnosu na ono što je rekao Thomsonov model atoma. Rutherford je koristio tanak lim zlata kao metu za alfa zrake, odnosno tok čestica formiranih od joniziranih jezgara helijuma-4 (4He), ili što je isto, pozitivnih čestica kojima nedostaju elektroni, koji su ispaljeni prema zlatna folija. Rutherfordov eksperiment imao je za cilj proučavanje efekta koji trajektorija ovih zraka proizvodi na različite metale. Ovaj eksperiment je bio poznat kao
“eksperiment sa zlatnom folijom”, a urađen je 1911.
Ernest Marsden i Hans Geiger (koji je nekoliko godina kasnije nazvao čuveni Geigerov brojač), pod nadzorom Rutherforda, proučavaju nešto vrlo čudno: otkrili su da je mnogo alfa zraci odlaze direktno na prednju stranu bez modifikacije njegove putanje, daklesamo su se neke munje odbijale, i to ih je iznenadilo. Šta je uzrokovalo ovo čudno ponašanje? Od čega je zavisio odbitak?
U Thomsonovom atomskom modelu, ovo ponašanje nije imalo nikakvog smisla.
Lord Rutherford je tada došao do onoga što je bio možda najvažniji uvid u čitavoj njegovoj uspješnoj karijeri, njegova hipoteza je bila da u središtu atoma postoji mali, ali vrlo tvrd središnji prostor, koji odbija zrake unatrag alfa.
Na osnovu ovih zapažanja, Rutherford je konstruirao drugi atomski model u kojem je centar (neutralno nabijenog) atoma formirano pozitivno jezgro, au okruženju ovog, postojale su neke negativne čestice (Thomsonovi elektroni) koje su kružile u krugu oko jezgra.
Jezgro je moralo biti sastavljeno od misteriozne i nepoznate pozitivno nabijene čestice, koju je Ernest Rutherford nazvao proton. Ovaj model bi mogao objasniti kako su alfa čestice, koje su bile jezgre atoma poput helija, koji je imao samo dva protona (i dva neutrona, čestice koje su tada još uvijek bile nepoznate), bile lakše od jezgra zlata, što je razlog zašto su alfa čestice odskočile. Čestice koje nisu prošle kroz centar atoma, već kroz "elektronske oblake" imale su izmijenjenu putanju, jer su se elektroni kretali i kružili brzinom bliskom brzini svjetlosti oko jezgra.
Ali i u ovom elegantnommodel je imao nekoliko problema.
Teoretiziralo se da elektroni kruže oko jezgra jer su njihova brzina i njihovo ubrzanje ili centrifugalna sila bili jednakog intenziteta kao i elektromagnetna privlačnost koju pozitivno jezgro vrši na negativne elektrone. Ali ova ravnoteža bi morala biti privremena, jer bi se brzina elektrona trebala smanjivati s vremenom i kolabirati prema pozitivnom jezgru atoma.
Rutherfordov atomski model je brzo zamijenio Bohrov, koji je uspio riješiti neka neodgovorena pitanja na koja ovaj model nije odgovorio.
