Rutherfordin klassisen kulta foliakokeilu (mukaan lukien Rutherford itse) ei ole minulle järkevää.
Kuten monet teistä tietävät, Rutherford kuvaili tunnetusti olevansa täysin järkyttynyt Geigerin vuonna 1909 saamista tuloksista: ”Se oli aivan uskomattomin tapahtuma, mitä minulle on koskaan tapahtunut elämässäni. Oli melkein yhtä uskomatonta kuin jos ampuisit 15 tuuman kuoren pehmopaperin palaan ja se palasi takaisin ja löi sinua. ” [Rutherford, Ernest; Ratcliffe, John A. (1938). Neljäkymmentä vuotta fysiikkaa. Needhamissä, Joseph; Pagel, Walter. Nykyajan tieteen taustaa. Cambridge University Press.]
Minulla ei ole mitään järkeä, että hän olisi pitänyt olla niin yllättynyt. Rutherford kirjoitti seuraavana vuonna edellisenä vuonna, vuonna 1908: ”Näistä kokeista voimme varmuudella päätellä, että α-partikkeli varauksen menettämisen jälkeen on heliumiatomi. Muut todisteet osoittavat, että varaus on kaksinkertainen vetyatomin kuljettaman yksikkövaroituksen kanssa. vapaa veden elektrolyysissä. ” [Ernest Rutherford & Thomas Royds, Philosophical Magazine 17, 281-286 (1909).] [Julkaisupäivä oli 1909, mutta tekijän päivämäärä oli 1908.]
Siten kultakalvokokeen aikaan Rutherford uskoi (oikein), että hänen ”15 tuuman kuorensa” (a-hiukkaset) olivat heliumatomeja, jotka olivat menettäneet negatiivisen varauksen. Joten pohjimmiltaan Rutherford käytti hiukkasia, joiden hän tiesi olevan erittäin konsentroitu atomisista peräisin oleva atomimittakaava-aine (α-hiukkaset), järkyttyneenä huomatessaan, että atomit sisälsivät erittäin väkevöityä atomimittakaavan ainetta (?!).
En sano, että hänen olisi pitänyt tietää nimenomaan atomin ydinmallista ennen kokeilua. Sanon, ettei hänen pitäisi olla on ollut täysin järkyttynyt huomatessaan, että atomit sisältävät jotain , joka voi voimakkaasti ohjata α-hiukkasia, koska hän tiesi, että α-hiukkaset olivat yksinkertaisesti atomeja, joiden negatiivinen varaus oli poistettu. [Lisäksi hän tiesi ottavansa hiukkasia, jotka olivat peräisin erittäin kevyistä atomeista, ja ampui niitä erittäin raskaisiin atomeihin.]
Rutherfordin oman metaforan käyttäminen tuntuu siltä kuin hän sanoisi: ” Kävin asehuoneessa ja hankin tykistökuoria. Ammuin sitten heitä toiseen armeijaan ja hämmästyneenä huomasin, että sen seurauksena asevarastot sisältävät tykistön säiliöitä. ”
Eli jos Rutherford tiesi jo tämän heliumioneista, miksi hän ei odottaisi muita myös atomien positiiviset varaukset keskittyisivät? Oliko hänen ajattelunsa siitä, että luumupuuromalli kuvasi tarkasti neutraaleja atomeja, mutta kun poistat elektronit, positiivinen varaus romahtaisi pieneen tilaan? Jos jotain, koska hän ei tiennyt ydinsitoutumisesta, näyttää siltä, että hänen olisi pitänyt odottaa päinvastaista – että negatiivisten varausten poistaminen johtaisi positiivisten varausten laajenemiseen ja levittämiseen.
Voiko joku, joka tuntee näiden kokeiden historian, ratkaisee tämän?
Kommentit
- Hän tiesi, että alfasäteily on heliumia, hän ei ' ei tiedä, että hiukkaset olivat yksittäisiä heliumiatomeja. Joustavalla takaisin sironnalla on kuitenkin merkitystä vain, jos sekä kohteen että ammuksen varaus keskittyy hyvin pieniin tiloihin.
- Jälkikäteen useimmat löydöt vaikuttavat ilmeisiltä. . Mutta tuolloin huomaat, että näkökulmasi ja henkisen mallisi on muututtava, on varsin havaittavissa.
- @Karl Kirjoitat: " Hän [Rutherford] tiesi alfasäteilyn on heliumia, hän ei tiennyt ' tiennyt, että hiukkaset olivat yksittäisiä heliumtomeja. " Rutherford kirjoitti kuitenkin seuraavan vuonna 1908, muutama vuosi ennen kultakalvokoketta (julkaistu 1909): " Näistä kokeista voidaan todeta, että α-partikkeli varauksen menettämisen jälkeen on heliumiatomi . Muut todisteet viittaavat siihen, että varaus on kaksi kertaa yksikkövaraus, jonka vedyn atomi vapauttaa veden elektrolyysissä. " [Ernest Rutherford & Thomas Royds, Philosophical Magazine 17, 281 – 286 (1909).]
- Tieto siitä, että alfahiukkaset ovat heliumatomeja, ei tarkoita kovinkaan paljon. Yksittäiset atomit yksittäisinä hiukkasina olivat olleet tunnettuja jo jonkin aikaa. Kysymys oli, mitä nämä hiukkaset tarkalleen olivat? Tieto siitä, että alfa on heliumiatomi, ei tarkoita, että ydin on todella pieni ja että siinä on vahvasti kaksi protonia ja kaksi neutronia (jotka löydettiin ' vasta vuoteen 1932 asti). Tietäen, että alfa rebound ehjänä kulta kertoo sinulle jotain uutta – että jokaiselle atomille (helium ja kulta) on yksi, voimakkaasti pidetty massapallo.
- En usko ' mielestäni olevan oikein sanoa, että Rutherford uskoi, että alfa oli sitä mitä ajattelemme nyt atomina, jolla on yksi, tosiasiallisesti piste- kuten ydin. Jos alfalla olisi levitetty massajakauma ja muilla atomeilla (kuten kullalla) on levitetty massajakauma, ei voida odottaa toisen pomppivan toisesta havaitulla tavalla.