La forma en que el oro clásico de Rutherford El experimento de la lámina ha sido presentado (incluso por el propio Rutherford) no tiene sentido para mí.
Como muchos de ustedes saben, Rutherford se describió a sí mismo como completamente sorprendido por los resultados que le trajo Geiger en 1909: «Fue el evento más increíble que me haya sucedido en mi vida. Fue casi tan increíble como si dispararas un proyectil de 15 pulgadas a un pedazo de papel de seda y volviera y te golpeara «. [Rutherford, Ernest; Ratcliffe, John A. (1938). Cuarenta años de física. En Needham, Joseph; Pagel, Walter. Antecedentes de la ciencia moderna. Cambridge University Press.]
No tiene sentido para mí que se haya sorprendido tanto. Rutherford escribió lo siguiente el año anterior, en 1908: «Podemos concluir con certeza a partir de estos experimentos que la partícula α después de perder su carga es un átomo de helio. Otra evidencia indica que la carga es el doble de la carga unitaria transportada por el conjunto de átomos de hidrógeno libre en la electrólisis del agua «. [Ernest Rutherford & Thomas Royds, Philosophical Magazine 17, 281-286 (1909).] [La fecha de publicación fue 1909, pero la fecha de autoría fue 1908.]
Así, en el momento del experimento de la lámina de oro, Rutherford creía (correctamente) que su «capa [s] de 15 pulgadas» (las partículas α) eran átomos de helio que habían perdido carga negativa. Así que esencialmente Rutherford, utilizando partículas que sabía que eran materia de escala atómica altamente concentrada derivada de átomos (partículas α), se sorprendió al descubrir que los átomos contenían materia de escala atómica altamente concentrada (?!).
No estoy diciendo que debería haber sabido específicamente sobre el modelo nuclear del átomo antes del experimento. Estoy diciendo que no debería haber Se sorprendió por completo al descubrir que los átomos contienen algo que puede desviar fuertemente las partículas α, dado que sabía que las partículas α en sí mismas eran simplemente átomos cuya carga negativa había sido eliminada. [Además, sabía que estaba tomando partículas derivadas de átomos muy ligeros y disparándolas a átomos muy pesados.]
Para usar la propia metáfora de Rutherford, es como si estuviera diciendo: » Fui a una armería y obtuve algunos proyectiles de artillería. Luego disparé estos contra otra armería y me sorprendió descubrir, como resultado, que las armerías contienen proyectiles de artillería «.
Es decir, si Rutherford ya sabía esto sobre los iones de helio, ¿por qué no esperaría otros los átomos también tendrían sus cargas positivas concentradas? ¿Estaba pensando que los átomos neutros se describían con precisión mediante un modelo de pudín de ciruela, pero una vez que se eliminaban los electrones, la carga positiva colapsaba en un espacio pequeño? En todo caso, dado que no sabía sobre la unión nuclear, parecería que debería haber esperado lo contrario: que la eliminación de las cargas negativas haría que las cargas positivas se expandieran y se volvieran aún más difusas.
Puede ¿Alguien familiarizado con la historia de estos experimentos resolvió esto?
Comentarios
- Sabía que la radiación alfa es helio, no ' No sé que las partículas eran átomos de helio. Sin embargo, la retrodispersión elástica solo tiene sentido si la carga tanto en el objetivo como en el proyectil se concentra en espacios muy pequeños.
- En retrospectiva, la mayoría de los descubrimientos parecen obvios . Pero en ese momento te das cuenta de que tu punto de vista y modelo mental tienen que cambiar es bastante notable.
- @Karl Escribes: " Él [Rutherford] conocía la radiación alfa es helio, no ' no sabía que las partículas eran átomos de helio individuales. " Sin embargo, Rutherford escribió lo siguiente En 1908, unos años antes del experimento de la lámina de oro (publicado en 1909): " Podemos concluir con certeza a partir de estos experimentos que la partícula α después de perder su carga es un átomo de helio . Otra evidencia indica que la carga es el doble de la carga unitaria transportada por el átomo de hidrógeno liberado en la electrólisis del agua. " [Ernest Rutherford & Thomas Royds, Philosophical Magazine 17, 281-286 (1909).]
- Saber que las partículas alfa son átomos de helio no significa mucho. Los átomos individuales como partículas individuales se conocían desde hace bastante tiempo. La pregunta era ¿qué eran exactamente estas partículas? Saber que un alfa es un átomo de helio no implica que el núcleo sea realmente pequeño y contenga fuertemente dos protones y dos neutrones (que ' t no se descubrieron hasta 1932) juntos. Saber que un alfa rebota intacto del oro te dice algo nuevo: que hay una sola bola de masa fuertemente sostenida para cada átomo (helio y oro).
- No ' no creo que sea correcto decir que Rutherford creía que el alfa era lo que ahora consideramos un átomo con un solo punto, efectivamente como núcleo. Si el alfa tuviera una distribución de masa manchada y otros átomos (como el oro) tuvieran una distribución de masa manchada, entonces no se esperaría que uno rebotara en otro de la forma en que se observó.