הניסיון של רתרפורד או כיצד התגלה מבנה האטום
לכולנו מאז הלימודים יש מושג כיצד פועל האטום. ואתה יודע, כתוצאה מאיזה ניסוי הוצע בדיוק מבנה אטומי כזה. אז עכשיו אספר לכם על החוויה הייחודית של רתרפורד.
ארנסט רתרפורד ומערך הניסוי שלו
ה רתרפורד הוא מדען ייחודי מסוגו שערך את הניסוי שלו בשנת 1911. עם זאת, מערך הניסוי שלו היה אלגנטי ופשוט מספיק.
לצורך הניסוי יצר רתרפורד תותח שפלט קרן מכוונת בקפדנות של חלקיקי אלפא.
ההתקנה נעשתה מקופסת עופרת, בה נוצר חריץ צר. חומר רדיואקטיבי הונח בתוך תיבה זו.
בשל העובדה שבבית היה יציאה אחת בלבד, החלקיקים הנפלטים נקלטו על ידי העופרת כמעט בכל מקום בנוסף לחריץ, חלקיקי אלפא, המורכבים מצמד פרוטונים וזוג נויטרונים, ברחו דרכו.
לפחות זוג לוחות עופרת עם חורים קטנים הותקנו על הקורה בעקבותיהם, אשר כלל את חלקיקי האלפא החורגים מווקטור התנועה שנבחר.
אחרי כל המסכים הותקנה לוח זהב דק ביותר בניצב לזרימת החלקיקים, ששימש מטרה לזרימה האידיאלית של חלקיקי אלפא.
וממש מאחורי מטרת הזהב הורכב מסך זוהר.
לכן, כאשר זרם החלקיקים חצה את לוחית הזהב ופגע במסך הזוהר, נצפו הבזקים. מהן קבע המדען כמה חלקיק האלפא השאיר וקטור תנועה נתון לאחר שהתנגש באטומי זהב.
מה התגלה במהלך הניסוי
כמובן, סקרים דומים נערכו בעבר. והמהות העיקרית של ניסויים כאלה הייתה הצטברות נתונים סטטיסטיים כדי להשיג הבנה טובה יותר של מבנה האטום.
באותה תקופה כבר נקבע שלאטום יש מטען שלילי - אלקטרונים. אבל התיאוריה הייתה שהאטום היה מעין רשת דקה ביותר עם מטען חיובי, שהיה מלא במטענים שליליים - גרידה. מבנה כזה נקרא אז - דגם רשת עם "צימוקים".
אך כפי שציין רתרפורד, אף אחד מחבריו הנסיינים אפילו לא חשב לוודא במהלך הניסוי אם גם חלקיקי אלפא מוסטים בזוויות משמעותיות.
והכל בגלל שמודל רשת הצימוקים פשוט לא איפשר אפשרות כזו, מכיוון שלא יכולות להיות תצורות מספיק צפופות וכבדות כאלה שיכולות לדחות חלקיקי אלפא.
כביכול, כדי להסיר את כל ההסתברויות האפשריות, בכל זאת החליט רתרפורד לבדוק את האפשרות להסיט יסודות רדיואקטיביים ולעשות מחדש את תוכנית הניסוי באופן הבא:
הותקנו מסכים נוספים עם שכבה מיוחדת של נתרן גופרתי לתצפית על התלקחויות.
מה הייתה הפתעתם של המדען ועוזריו, כאשר הבזקים ממכה של חלקיקי אלפא החלו להופיע על המסכים, חלקם הוסטו ב -180 מעלות.
התוצאה שהתקבלה הרסה לחלוטין את התיאוריה הקשורה לרשת ולצימוקים, שכן על פי התיאוריה, לא היו יכולים להתקיים עצמים כאלה שיכולים ממש לשקף חלקיק.
מסקנות ומסקנות
המדען הגיע למסקנה הבאה כי במבנה האטום הכמות המוחצת של המסה נכללת באופן בלעדי מרכז צפוף וקטן של האטום, והאזור הנותר של האטום היה הרבה פעמים פחות צפוף מבעבר נחשב.
בנוסף, פריקה של מרכז צפוף (גרעין) כה אטום יכולה להיות חיובית בלבד. אחרי הכל, רק כוח הדחייה יכול להסביר את הסטיות של חלקיקי אלפא טעונים בחיוב ביותר מ- 90 מעלות.
שנים רבות לאחר מכן, רות'רפורד שמח לחלוק את האנלוגיה הבאה לגבי גילויו. באחת ממדינות אפריקה, המכס קיבל הודעה כי משלוח אמצעי לחימה משמעותי למורדים יועבר בשקי כותנה.
וכאשר הוצג מחסן ענק עם חבילות כותנה מול פקיד המכס, הוא פתר את בעיית החיפוש כך:
הוא התחיל לירות לעבר החבילות ובמקום שהכדורים התחדשו, המשמעות הייתה שיש אמצעי לחימה באותם חבילות.
אז ארנסט רתרפורד, לאחר שגילה כיצד חלקיקי אלפא מתחלפים מנייר זהב, הבין שבמבנה מסתתר אטום הרבה יותר ממה שחשבו בעבר.
מבנה האטום שנוצר על ידי המדען ידוע לנו היטב. אטום מורכב מגרעין טעון חיובי במיוחד ואלקטרוני אור עם מטען שלילי, המסתובבים במסלולם.
מאוחר יותר, תיאורטיקנים יצרו בסיס תיאורטי (Bora Atom), אך כל זה היה בלתי אפשרי ללא ניסוי עם נייר זהב ואלמנט קרינה.
אם אהבת את החומר, אז אהב אותו והירשם כמנוי. תודה שקראת עד הסוף!