Como Rutherford é o ouro clássico experimento de folha foi apresentado (incluindo pelo próprio Rutherford) não faz sentido para mim.
Como muitos de vocês sabem, Rutherford se descreveu como estando totalmente chocado com os resultados apresentados por Geiger em 1909: “Foi o evento mais incrível que já me aconteceu na minha vida. Foi quase tão incrível como se você disparasse uma bala de 15 polegadas contra um pedaço de papel de seda e ela voltasse e acertasse você. ” [Rutherford, Ernest; Ratcliffe, John A. (1938). Quarenta anos de física. Em Needham, Joseph; Pagel, Walter. Antecedentes da Ciência Moderna. Cambridge University Press.]
Não faz sentido para mim que ele tenha ficado tão surpreso. Rutherford escreveu o seguinte no ano anterior, em 1908: “Podemos concluir com certeza a partir desses experimentos que a partícula α após perder sua carga é um átomo de hélio. Outras evidências indicam que a carga é duas vezes a carga unitária carregada pelo conjunto de átomos de hidrogênio livre na eletrólise da água. ” [Ernest Rutherford & Thomas Royds, Philosophical Magazine 17, 281-286 (1909).] [A data de publicação foi 1909, mas a data de autoria foi 1908.]
Assim, na época do experimento com a folha de ouro, Rutherford acreditava (corretamente) que suas “conchas de 15 polegadas” (as partículas α) eram átomos de hélio que haviam perdido carga negativa. Então, essencialmente Rutherford, usando partículas que ele sabia serem matéria em escala atômica altamente concentrada derivada de átomos (partículas α), ficou chocado ao descobrir que os átomos continham matéria em escala atômica altamente concentrada (?!).
Não estou dizendo que ele deveria saber especificamente sobre o modelo nuclear do átomo antes do experimento. Estou dizendo que ele não deveria saber ficou totalmente chocado ao descobrir que os átomos contêm algo que pode desviar fortemente as partículas α, já que ele sabia que as próprias partículas α eram simplesmente átomos cuja carga negativa foi removida. [Além disso, ele sabia que estava pegando partículas derivadas de átomos muito leves e atirando-as em átomos muito pesados.]
Para usar a metáfora do próprio Rutherford, é “como se ele estivesse dizendo:” Fui a um arsenal e obtive alguns projéteis de artilharia. Em seguida, atirei em outro arsenal e fiquei chocado ao descobrir, como resultado, que os arsenais contêm projéteis de artilharia. “
Ou seja, se Rutherford já sabia disso sobre íons de hélio, por que ele não esperaria outro átomos também teriam suas cargas positivas concentradas? Ele estava pensando que os átomos neutros foram descritos com precisão por um modelo de pudim de ameixa, mas depois que você removeu os elétrons, a carga positiva colapsou em um pequeno espaço? No mínimo, visto que ele não sabia sobre ligação nuclear, parecia que ele deveria ter esperado o contrário – que a remoção das cargas negativas faria com que as cargas positivas se expandissem e se tornassem ainda mais difusas.
Pode alguém familiarizado com a história desses experimentos resolveu isso?
Comentários
- Ele sabia que a radiação alfa é hélio, ele não ' não sei que as partículas eram átomos de hélio simples. No entanto, o retroespalhamento elástico só faz sentido se a carga no alvo e no projétil estiver concentrada em espaços muito pequenos.
- Em retrospecto, a maioria das descobertas parece óbvia . Mas naquele momento você percebe que seu ponto de vista e modelo mental precisam mudar é bastante perceptível.
- @Karl Você escreve: " Ele [Rutherford] conhecia a radiação alfa é hélio, ele não ' sabia que as partículas eram átomos de hélio simples. " No entanto, Rutherford escreveu o seguinte em 1908, alguns anos antes do experimento da folha de ouro (publicado em 1909): " Podemos concluir com certeza a partir desses experimentos que a partícula α após perder sua carga é um átomo de hélio . Outras evidências indicam que a carga é duas vezes a carga unitária transportada pelo átomo de hidrogênio liberado na eletrólise da água. " [Ernest Rutherford & Thomas Royds, Philosophical Magazine 17, 281-286 (1909).]
- Saber que as partículas alfa são átomos de hélio não significa muito. Os átomos individuais como partículas individuais já eram conhecidos há muito tempo. A questão era o que, exatamente, eram essas partículas? Saber que um alfa é um átomo de hélio não implica que o núcleo seja realmente minúsculo e contenha fortemente dois prótons e dois nêutrons (que não foram ' descobertos até 1932) juntos. Saber que um alfa ricocheteia intacto do ouro lhe diz algo novo – que existe uma única bola de massa fortemente sustentada para cada átomo (hélio e ouro).
- Não ' não acho que seja correto dizer que Rutherford acreditava que o alfa era o que agora pensamos como um átomo com um único ponto efetivamente como núcleo. Se o alfa tivesse uma distribuição de massa borrada e outros átomos (como ouro) tivessem uma distribuição de massa borrada, não se esperaria que um rebatesse de outro da maneira que foi observada.