A Rutherford-féle szórási kísérletben meghatározták, milyen mértékben térülnek el[br]az alfa-részecskék az arany fólián, és egy adott irányba a részecskék hányad[br]része jut el. Az eltérülés mértékét egy szöggel, az úgynevezett szórási szöggel[br]jellemezték, amely a részecske eredeti haladási irányának és az eltérülés utáni[br]haladási iránynak, vagyis az észlelési iránynak a szöge. (Az alfa-részecske egy[br]hiperbola pályán halad, a hiperbola száraihoz tartozó érintők által bezárt szög[br]szintén a szórási szög.) A részecskék számát a ZnS-lemezen fellépő[br]fényfelvillanások számából határozták meg, amit egy mikroszkóp segítségével[br]vizsgáltak.
Végezd el te is a kísérletet! A mikroszkóp mozgatásával változtathatod az észlelés[br]irányát, és így a szórási szöget. A mikroszkóp képén láthatod, hogyan változik a[br]szóródott részecskék száma a szög változásával.
Nézz utána, milyen tudományos eredmények fűződnek Rutherford nevéhez!
Hogyan képzelte el az atomot a Rutherford-féle atommodell? Mihez hasonlít ez a modell?
A Rutherford-atommodellt megelőzően milyen modelleket alkottak az atomról?
A Rutherford-kísérletben miért mikron vastagságú aranyfóliát, úgynevezett aranyfüstöt használtak céltárgynak?
Mit tudsz az atommag összetételéről?
Hogyan módosult volna a szórási kísérlet, ha alfa-részecskék helyett elektronokkal végezték volna el?
Közelítőleg milyen vastagságú aranyfólián nem jutna át egyetlen alfa-részecske sem, ha feltesszük, hogy a sugárzás irányából nézve az atommagok részben sem fedik egymást? Az aranyatommag sugara 0,8 · 10[sup]–14[/sup] m, az arany sűrűsége 19,3 kg/dm[sup]3[/sup].
[list][/list][list][*]1911-ben az atomról már tudták, hogy semleges és található benne elektron, ami negatív töltésű részecske. Az atomnak tehát kell lennie egy pozitív töltésű részének[br]is. Az első feltételezések szerint az atom pozitív töltésű része egy folytonos[br]anyag, amely az atom teljes térfogatát kitölti, ebben a „masszában” találhatók[br]az elektronok. Ezt az atommodellt [b]Joseph John Thomson [/b]angol fizikus – az elektron felfedezője – alkotta meg 1902-ben, amit szemléletesen pudingmodellnek[br]nevezték el.[br][/*][*][list][/list][br][img width=398,height=340]https://cdn.geogebra.org/resource/spS5CKWt/Pvk6qic1fV10YtBq/material-spS5CKWt.png[/img][br][br][br]Ez az atommodell azonban Lénárd Fülöp elektronszórási kísérletét követően megdőlt.[/*][*]Lénárd elektronokkal bombázott vékony alumíniumfóliát, és azt tapasztalta, hogy[br]elektronok szinte teljes számban átjutottak a fólián. Ez viszont csak úgy[br]lehetséges, ha az atom belül üreges. A pozitív töltés így nem helyezkedhet el[br]atomi méretű anyagként az atomban, hanem nagyon kis helyre kell koncentrálódnia.[br][br][b]Ernest Rutherford[/b] angol fizikus és munkatársai 1911-ben végezték el azt a kísérletet, amelyben aranyfóliát bombáztak alfa-részecskékkel. A berendezést légritkított térbe helyezték, hogy a gázmolekulák ne zavarják az alfa-részecskék mozgását. A részecskék irányváltozását ZnS-tal bevont lemezzel követték, ebben a becsapódó részecskék hatására fényvillanások alakulnak ki. A ZnS-os lemezt egy[br]gömbfelület mentén mozgatták az aranylemez körül, így tudták vizsgálni az[br]eltérülés mértékét, és – a felvillanások száma alapján – az adott irányba[br]eltérült részecskék számát.[br][br]A mérési eredmények szerint az alfa-részecskék nagy része irányváltozás nélkül haladt át az aranyfólián, sokaknak változott a pályaalakja, és akadt olyan is, kb. minden százezredik részecske, amelyik „visszapattant” a fóliáról. Ez a kísérlet bebizonyította, hogy az atom üreges szerkezetű, benne a pozitív töltés nagyon kisméretű térrészben összpontosul, miközben nagyon nagy tömeggel rendelkezik. Ez a pozitív centrum az atommag, amelynek sugara számítások szerint kb. százezred[br]része az atom sugarának.[br][/*][/list]