Modul în care aurul clasic al lui Rutherford experimentul de folie a fost prezentat (inclusiv de Rutherford însuși) nu are sens pentru mine.
După cum mulți dintre voi știți, Rutherford s-a descris pe sine însuși ca fiind complet șocat de rezultatele aduse de Geiger în 1909: „A fost chiar cel mai incredibil eveniment care mi s-a întâmplat vreodată în viața mea. A fost aproape la fel de incredibil ca și când ai fi tras o coajă de 15 inci asupra unei bucăți de hârtie de șervețel și s-a întors și te-a lovit. [Rutherford, Ernest; Ratcliffe, John A. (1938). Patruzeci de ani de fizică. În Needham, Joseph; Pagel, Walter. Contextul științei moderne. Cambridge University Press.]
Nu are sens pentru mine că ar fi trebuit să fie atât de surprins. Rutherford a scris următorul an înainte, în 1908: „Putem concluziona cu certitudine din aceste experimente că particula α după ce și-a pierdut sarcina este un atom de heliu. Alte dovezi indică faptul că sarcina este dublă sarcinii unitare purtată de setul de atom de hidrogen liber în electroliza apei. ” [Ernest Rutherford & Thomas Royds, Philosophical Magazine 17, 281-286 (1909).] [Data publicării era 1909, dar data autorului era 1908.]
Astfel, la momentul experimentului cu folie de aur, Rutherford credea (corect) că „coajele sale de 15 inci” (particulele α) erau atomi de heliu care pierduseră sarcina negativă. Deci, în esență, Rutherford, folosind particule despre care știa că este materie la scară atomică foarte concentrată derivată din atomi (particule α), a fost șocat când a constatat că atomii conțin materie la scară atomică foarte concentrată (?!).
Nu spun că ar fi trebuit să știe în mod specific despre modelul nuclear al atomului înainte de experiment. Spun că nu ar trebui să aibă a fost complet șocat să constate că atomii conțin ceva care poate devia puternic particulele α, având în vedere că știa că particulele α în sine erau pur și simplu atomi a căror sarcină negativă fusese îndepărtată. [În plus, știa că ia particule derivate din atomi foarte ușori și le împușcă pe atomi foarte grei.]
Pentru a folosi propria metaforă a lui Rutherford, parcă ar fi spus: ” Am fost la o armărie și am obținut niște obuze de artilerie. Am tras apoi acestea către o altă armărie și am fost șocat să constat, ca urmare, că armamentele conțin obuze de artilerie. „
Adică, dacă Rutherford știa deja acest lucru despre ionii de heliu, de ce nu se aștepta la alte atomii ar avea și ele sarcinile lor pozitive concentrate? Se gândea el că atomii neutri erau descriși cu exactitate de un model de budincă de prune, totuși, odată ce ați îndepărtat electronii, sarcina pozitivă se va prăbuși într-un spațiu mic? Dacă ceva, având în vedere că nu știa despre legarea nucleară, s-ar părea că ar fi trebuit să se aștepte la contrariul – faptul că eliminarea sarcinilor negative ar determina extinderea sarcinilor pozitive și ar deveni și mai difuze.
cineva familiarizat cu istoria acestor experimente rezolvă acest lucru?
Comentarii
- Știa că radiația alfa este heliu, nu ' nu știu că particulele erau atomi unici de heliu. Cu toate acestea, retrodifuzarea elastică are sens numai dacă sarcina atât în țintă cât și în proiectil este concentrată în spații foarte mici.
- Retrospectiv, majoritatea descoperirilor par evidente Dar în acel moment îți dai seama că punctul tău de vedere și modelul mental trebuie să se schimbe este destul de vizibil.
- @Karl Scrii: " El [Rutherford] știa radiații alfa este heliu, nu ' nu știa că particulele erau atomi de heliu. " Cu toate acestea, Rutherford a scris următoarele În 1908, cu câțiva ani înainte de experimentul cu folie de aur (publicat în 1909): " Putem concluziona cu certitudine din aceste experimente că particula α după pierderea sarcinii este un atom de heliu . Alte dovezi indică faptul că sarcina este de două ori sarcina unitară purtată de atomul de hidrogen eliberat în electroliza apei. " [Ernest Rutherford & Thomas Royds, Philosophical Magazine 17, 281-286 (1909).]
- A ști că particulele alfa sunt atomi de heliu nu înseamnă prea mult. Atomii individuali ca particule individuale erau cunoscuți de ceva timp. Întrebarea era ce anume erau aceste particule? Știind că un alfa este un atom de heliu nu înseamnă că nucleul este într-adevăr mic și deține puternic doi protoni și doi neutroni (care au fost ' t descoperiți până în 1932) împreună. Știind că un alfa răsare intact din aur îți spune ceva nou – că există o singură bilă de masă puternic ținută pentru fiecare atom (heliu și aur).
- Nu ' nu cred că este corect să spunem că Rutherford credea că alfa este ceea ce credem acum ca un atom cu un singur punct, eficient ca nucleul. Dacă alfa ar avea o distribuție a masei distrusă, iar alți atomi (cum ar fi aurul) ar avea o distribuție a masei distrusă, atunci nu ne-am aștepta ca cineva să sară de pe altul în modul observat. ul>