러더퍼드의 고전적인 금 방식 호일 실험이 발표되었습니다 (러더 포드 자신도 포함).
많은 분들이 아시다시피 Rutherford는 1909 년 가이거가 그에게 가져온 결과에 완전히 충격을 받았다고 자신을 묘사 한 것으로 유명합니다. “내 인생에서 일어난 가장 놀라운 사건이었습니다. 마치 티슈 페이퍼에 15 인치 포탄을 발사하고 돌아와서 당신을 때리는 것만큼이나 놀랍습니다. ” [러더 포드, 어니스트; Ratcliffe, John A. (1938). 40 년의 물리학. Needham에서 Joseph; Pagel, Walter. 현대 과학의 배경. Cambridge University Press.]
그가 그렇게 놀랐어야했던 것은 말이되지 않습니다. 러더 포드는 전년 1908 년에 다음과 같이 썼습니다. “우리는이 실험을 통해 전하를 잃은 α 입자가 헬륨 원 자라는 확신을 가지고 결론을 내릴 수 있습니다. 다른 증거는 전하가 수소 원자 집합에 의해 운반되는 단위 전하의 두 배라는 것을 나타냅니다. 물의 전기 분해에서 자유 롭습니다. ” [Ernest Rutherford & Thomas Royds, Philosophical Magazine 17, 281-286 (1909).] [발행일은 1909 년이지만 저자는 1908 년이었습니다.]
따라서 금박 실험 당시 Rutherford는 자신의 “15 인치 껍질”(α 입자)이 음전하를 잃은 헬륨 원자라고 (정확하게) 믿었습니다. 원자 (α 입자)에서 파생 된 고농축 원자 규모 물질 인 것으로 알고있는 입자를 사용하여 본질적으로 Rutherford는 원자가 고농도 원자 규모 물질 (?!)을 포함하고 있다는 사실에 충격을 받았습니다.
나는 그가 실험 전에 원자의 핵 모델에 대해 구체적으로 알고 있었어야했다는 말이 아닙니다. 그는 α 입자 자체가 단순히 음전하가 제거 된 원 자라는 것을 알았 기 때문에 원자가 α 입자를 강하게 굴절시킬 수있는 무언가 를 포함하고 있다는 사실에 완전히 충격을 받았습니다. [또한 그는 매우 가벼운 원자에서 파생 된 입자를 가져 와서 매우 무거운 원자에 쏘고 있다는 것을 알고있었습니다.]
러더 포드 자신의 은유를 사용하는 것은 마치 그가 다음과 같이 말하는 것과 같습니다. ” 나는 무기고에 가서 포탄 몇 개를 얻었다. 그런 다음 다른 무기고에서 발사했고 그 결과 무기고에 포탄이 포함되어 있다는 사실에 충격을 받았습니다. “
즉, Rutherford가 이미 헬륨 이온에 대해 알고 있었다면 다른 무기고를 기대하지 않는 이유는 무엇입니까? 원자도 양전하를 집중시킬 수 있을까요? 중성 원자가 자두 푸딩 모델에 의해 정확하게 묘사되었지만 전자를 제거하면 양전하가 작은 공간으로 붕괴 될 것이라고 그의 생각이 있었습니까? 그가 핵 결합에 대해 몰랐다는 점을 감안할 때 음전하를 제거하면 양전하가 확장되어 더욱 확산 될 것이라는 반대를 예상했을 것입니다.
할 수 있습니다. 이 실험의 역사에 익숙한 사람이이 문제를 해결합니까?
댓글
- 알파 방사선이 헬륨이라는 것을 알고 있었지만 ' 입자가 단일 헬륨 원 자라는 것을 알지 못합니다. 그러나 탄성 후방 산란은 표적과 발사체의 전하가 매우 작은 공간에 집중된 경우에만 의미가 있습니다.
- 돌아 보면 대부분의 발견은 분명해 보입니다. .하지만 당신의 관점과 정신적 모델이 바뀌어야한다는 것을 깨닫는 순간은 꽤 눈에 띕니다.
- @Karl 당신은 다음과 같이 씁니다. " 그는 [Rutherford]가 알파 방사선을 알고있었습니다. 그는 헬륨이고 ' 입자가 단일 헬륨 원 자라는 사실을 몰랐습니다. " 그러나 Rutherford는 다음과 같이 썼습니다. 금박 실험 (1909 년 발행) 몇 년 전인 1908 년 : "이 실험을 통해 전하를 잃은 α 입자가 헬륨 원 자라는 확신을 가지고 결론을 내릴 수 있습니다. . 다른 증거는 전하가 물의 전기 분해에서 자유롭게 설정된 수소 원자에 의해 운반되는 단위 전하의 두 배라는 것을 나타냅니다. " [Ernest Rutherford & Thomas Royds, Philosophical Magazine 17, 281-286 (1909).]
- 알파 입자가 헬륨 원 자라는 것을 아는 것은 그다지 의미가 없습니다. 개별 입자로서의 개별 원자는 꽤 오랫동안 알려져 왔습니다. 질문은 정확히이 입자들이 무엇 이었습니까? 알파가 헬륨 원 자라는 것을 안다고해서 핵이 정말 작고 양성자 2 개와 중성자 2 개 (1932 년까지 발견되지 않았 음)를 강하게 보유하고 있다는 것을 의미하지는 않습니다. ' 알파가 금에서 온전히 반동한다는 것을 아는 것은 새로운 것을 알려줍니다. 즉, 각 원자 (헬륨과 금)에 대해 하나의 강하게 보유 된 질량 공이 있다는 것입니다.
- ' 러더 포드가 알파가 우리가 지금 우리가 생각하는 하나의 실질적인 점을 가진 원자라고 믿었다 고 말하는 것이 옳다고 생각하지 않습니다. 핵처럼. 알파가 번져 진 질량 분포를 가지고 있고 다른 원자 (예 : 금)가 번진 질량 분포를 가지고 있다면, 관찰 된 방식으로 다른 원자가 튀어 나올 것이라고 기대하지 않을 것입니다.