Rutherfordi kogemus ehk kuidas aatomi struktuur avastati

Kõigil meil kooliajal on ettekujutus aatomi paigutusest. Ja teate, millise katse tulemusena pakuti välja täpselt selline aatomistruktuur. Siis räägin teile nüüd Rutherfordi ainulaadsetest kogemustest.

Ernest Rutherford ja tema eksperimentaalne seadistus

E. Rutherford on omalaadne ainulaadne teadlane, kes viis oma katse läbi juba 1911. aastal. Kuid tema eksperimentaalne seadistus oli piisavalt elegantne ja lihtne.

Katse läbiviimiseks lõi Rutherford kahuri, mis kiirgas rangelt suunatud alfaosakeste kiiret.

Installatsioon tehti pliikarbist, millesse tehti kitsas pilu. Selle kasti sisse pandi radioaktiivne materjal.

Tulenevalt asjaolust, et korpusel oli ainult üks väljapääs, neelas plii peaaegu kõikjal eraldunud osakesed lisaks pilule pääsesid selle kaudu alfaosakesed, mis koosnesid paarist prootonist ja paarist neutronitest.

Kiire peale paigaldati vähemalt paar väikeste aukudega pliiplaate, mis välistasid valitud liikumisvektorist kõrvalekalduvad alfaosakesed täielikult.

Kõigi ekraanide järel paigaldati osakeste vooluga risti kõige õhem kuldplaat, mis oli sihtmärgiks alfaosakeste ideaalsele voolule.

Ja otse kuldse sihtmärgi taha paigaldati luminestsentsekraan.

Niisiis, kui osakeste voog ületas kuldplaadi ja tabas luminestsentsekraani, märgati välke. Nende põhjal tegi teadlane kindlaks, kui palju alfaosake pärast kulla aatomitega kokkupõrget antud liikumisvektori maha jättis.

Mida sai katse käigus teada

Muidugi on sarnaseid uuringuid tehtud ka varem. Ja selliste katsete põhiolemus oli statistiliste andmete kogumine, et aatomi struktuuri paremini mõista.

Selleks ajaks oli juba kindlaks tehtud, et aatomil on negatiivne laeng - elektronid. Kuid teooria oli see, et aatom oli omamoodi õhem positiivse laenguga võre, mis oli täidetud negatiivsete laengutega - koorega. Siis nimetati sellist struktuuri - võrkmudel koos "rosinatega".

Kuid nagu Rutherford märkis, ei mõelnud absoluutselt ükski tema eksperimentaatoritest isegi katse käigus veenduda, kas alfaosakesed paindusid ka olulise nurga all.

Ja kõik sellepärast, et rosina võrgusilma mudel lihtsalt ei võimaldanud sellist võimalust, sest ei saanud olla piisavalt tihedaid ja raskeid koosseise, mis suudaksid alfaosakesi tagasi lükata.

Nii-öelda otsustas kõigi võimalike tõenäosuste kõrvaldamiseks Rutherford proovida radioaktiivsete elementide kõrvalekaldumise võimalust ja tegi eksperimentaalse skeemi spetsiaalselt ümber järgmiselt:

Sähvatuste jälgimiseks paigaldati spetsiaalsed naatriumsulfiidi kihid täiendavad ekraanid.

Mis oli teadlase ja tema abistaja üllatus, kui ekraanidele hakkasid ilmuma alfaosakeste löögist tulnud välgud, olid mõned neist kõrvale kaldunud 180 kraadi võrra.

Saadud tulemus hävitas võrgu ja rosinatega seotud teooria täielikult, kuna teooria kohaselt ei saanud eksisteerida selliseid objekte, mis sõna otseses mõttes peegeldaksid osakest.

Järeldused ja järeldused

Teadlane tegi järgmise järelduse, et aatomi struktuuris sisaldub valdav osa massist ainult tihe ja väike aatomi kese ning aatomi järelejäänud piirkond oli kordades vähem tihe kui varem kaaluti.

Lisaks võis aatomi sellise tiheda keskme (tuuma) väljutamine olla ainult positiivne. Lõppude lõpuks suutis ainult tõukejõud seletada positiivselt laetud alfaosakeste kõrvalekaldeid rohkem kui 90 kraadi võrra.

Mitu aastat hiljem jutustas Rutherford õnnelikult järgmise analoogia oma avastuse kohta. Ühes Aafrika riigis sai toll teate, et mässulistele mõeldud märkimisväärne relvasaadetis kantakse üle puuvillakottides.

Ja kui tolliametniku ette näidati tohutut puuvillapallidega ladu, lahendas ta otsinguprobleemi järgmiselt:

Ta hakkas pallide pihta tulistama ja seal, kus kuulid rikošetisid, tähendab see, et nendes pallides oli relvi.

Niisiis, Ernest Rutherford, olles avastanud, kuidas alfaosakesed kuldfooliumist rikošetis, sai aru, et aatomisse on peidetud palju tihedam struktuur, kui seni arvati.

Teadlase loodud aatomi struktuur on meile hästi teada. Aatom koosneb ülitihedast positiivselt laetud tuumast ja negatiivse laenguga kergetest elektronidest, mis pöörlevad oma orbiidil.

Hiljem lõid teoreetikud teoreetilise aluse (Bora Atom), kuid see kõik oleks olnud võimatu ilma katseeta kuldfooliumi ja kiirguselemendiga.

Kui materjal meeldis, siis meeldige ja tellige. Täname lõpuni lugemast!