Geiger-Marsden deneyi - Geiger–Marsden experiment

Geiger ve Marsden cihazlarından birinin kopyası

Geiger-Marsden deneyleri (ayrıca Rutherford altın folyo deneyi) bir dönüm noktası serisiydi deneyler neyle Bilim insanları her şeyi öğrendim atom var çekirdek hepsi nerede pozitif yük ve kütlesinin çoğu konsantredir. Bunu nasıl bir alfa parçacığı ışın dağınık ince vurduğunda metal folyo. Deneyler 1908-1913 yılları arasında Hans Geiger ve Ernest Marsden yönetimi altında Ernest Rutherford Fiziksel Laboratuvarlarında Manchester Üniversitesi.

Özet

Çağdaş atomik yapı teorileri

Thomson tarafından öngörülen atomun erikli puding modeli.

Rutherford'un deneyi sırasında popüler atomik yapı teorisi "erikli puding modeli ". Bu model, Lord Kelvin ve daha da geliştirildi J. J. Thomson. Thomson, keşfeden bilim adamıydı. elektron ve her atomun bir bileşeni olduğunu. Thomson atomun, elektronların dağıtıldığı pozitif yüklü bir küre olduğuna inanıyordu. Yılbaşı pudingi. Varoluşu protonlar ve nötronlar şu anda bilinmiyordu. Atomların çok küçük olduğunu biliyorlardı (Rutherford, atomların 10 mertebesinde olduklarını varsaydı.−8 yarıçapta m[1]). Bu model tamamen klasik (Newtonian) fiziğe dayanıyordu; mevcut kabul edilen model kullanımları Kuantum mekaniği.

Thomson'ın modeli, Rutherford'un deneylerinden önce bile evrensel olarak kabul edilmedi. Thomson'ın kendisi asla konseptinin eksiksiz ve istikrarlı bir modelini geliştiremedi. Japon bilim adamı Hantaro Nagaoka Thomson'ın modelini, karşıt suçlamaların birbirine nüfuz edemeyeceği gerekçesiyle reddetti.[2] Bunun yerine elektronların, Satürn'ün etrafındaki halkalar gibi pozitif yükün yörüngesinde döndüğünü öne sürdü.[3]

Erikli puding modelinin etkileri

Bir alfa parçacığı mikroskobik, pozitif yüklü bir madde parçacığıdır. Thomson'ın modeline göre, eğer bir alfa parçacığı bir atomla çarpışacak olsaydı, doğrudan uçardı ve yolu en fazla bir derecenin kesri kadar saptırılırdı. Atom ölçeğinde, "katı madde" kavramı anlamsızdır. Thomson atomu, kütlesi ile yerine sabitlenmiş, pozitif elektrik yüklü bir küredir. Böylece, alfa parçacığı atomdan bir top gibi sekmeyecektir, ancak atomun elektrik alanları buna izin verecek kadar zayıfsa, tam içinden geçebilir. Thomson'ın modeli, bir atomdaki elektrik alanlarının geçen bir alfa parçacığını çok fazla etkilemeyecek kadar zayıf olduğunu tahmin etti (alfa parçacıkları çok hızlı hareket etme eğilimindedir). Thomson atomundaki hem negatif hem de pozitif yükler atomun tüm hacmine yayılır. Göre Coulomb yasası, bir elektrik yükü küresi ne kadar az yoğunlaşırsa, yüzeyindeki elektrik alanı o kadar zayıf olacaktır.[4][5]

Thomson model alpha particle scattering.svg

İşlenmiş bir örnek olarak, bir Thomson altın atomuna teğet olarak geçen bir alfa parçacığını düşünün, burada elektrik alanını en güçlü şekilde deneyimleyecek ve böylece maksimum sapmayı deneyimleyecektir. θ. Elektronlar alfa parçacığına göre çok hafif olduğu için etkileri ihmal edilebilir,[6] bu nedenle atom, pozitif yüklü ağır bir küre olarak görülebilir.

Qn = pozitif altın atom yükü = 79 e = 1.266×10−17 C
Qα = alfa parçacığı yükü = 2 e = 3.204×10−19 C
r = bir altın atomunun yarıçapı = 1.44×10−10 m
vα = alfa parçacığının hızı = 1.53×107 Hanım
mα = alfa parçacığı kütlesi = 6.645×10−27 kilogram
k = Coulomb sabiti = 8.998×109 N · m2/ C2

Klasik fiziği kullanarak, alfa parçacığının momentumdaki yanal değişimi Δp kuvvet dürtü ilişkisi kullanılarak yaklaştırılabilir ve Coulomb kuvveti ifade:

Yukarıdaki hesaplama, bir alfa parçacığı bir Thomson atomuna yaklaştığında ne olacağına dair bir tahmindir, ancak en fazla sapmanın bir derecenin küçük bir kesri düzeyinde olacağı açıktır. Alfa parçacığı altın folyodan yaklaşık 4 mikrometre kalın (2.410 atom)[7] ve aynı yönde maksimum sapma yaşarsanız (olası değildir), yine de küçük bir sapma olacaktır.

Deneylerin sonucu

Ayrıldı: Thomson'ın modeli doğru olsaydı, tüm alfa parçacıkları folyodan minimum saçılma ile geçmiş olmalıydı.
Sağ: Geiger ve Marsden'in gözlemlediği şey, alfa parçacıklarının küçük bir kısmının güçlü sapma yaşadığıydı.

Rutherford'un emriyle Geiger ve Marsden, bir alfa parçacığı demetini ince bir metal folyoya yönelttikleri bir dizi deney gerçekleştirdiler ve saçılma modelini bir floresan ekran. Metal folyodan her yöne sıçrayan alfa parçacıkları tespit ettiler, bazıları kaynağa geri döndü. Thomson modeline göre bu imkansız olmalıydı; alfa parçacıklarının hepsi doğruca geçmiş olmalıydı. Açıkçası, bu parçacıklar Thomson modelinin önerdiğinden çok daha büyük bir elektrostatik kuvvetle karşılaşmıştı. Dahası, alfa parçacıklarının yalnızca küçük bir kısmı 90 ° 'den fazla saptı. Çoğu, göz ardı edilebilir bir sapma ile folyonun içinden uçtu.[8]

Bu tuhaf sonucu açıklamak için Rutherford, atomun pozitif yükünün merkezindeki küçük bir çekirdekte yoğunlaştığını, bu da atom hacminin çoğunun boş alan olduğu anlamına geldiğini hayal etti.

Zaman çizelgesi

Arka fon

Ernest Rutherford
Hans Geiger
Ernest Marsden

Ernest Rutherford Langworthy Fizik Profesörü idi Manchester Victoria Üniversitesi[9] (Şimdi Manchester Üniversitesi ). Radyasyon çalışmaları için çok sayıda onursal ödül almıştı. Varlığını keşfetmişti alfa ışınları, beta ışınları, ve Gama ışınları ve bunların atomların parçalanması. 1906'da bir Alman fizikçi tarafından ziyaret edildi. Hans Geiger ve o kadar etkilendi ki Geiger'den kalmasını ve araştırmasına yardım etmesini istedi.[10] Ernest Marsden Geiger altında okuyan bir fizik lisans öğrencisiydi.

Alfa parçacıkları gibi belirli maddeler tarafından kendiliğinden yayılan küçük, pozitif yüklü parçacıklardır. uranyum ve radyum. Rutherford, onları 1899'da keşfetmişti. 1908'de, onları tam olarak ölçmeye çalışıyordu. yük-kütle oranı. Bunu yapmak için önce radyum örneğinin kaç alfa parçacığı yaydığını bilmesi gerekiyordu (bundan sonra toplam yüklerini ölçecek ve birini diğerine bölecekti). Alfa parçacıkları mikroskopla görülemeyecek kadar küçüktür, ancak Rutherford alfa parçacıklarının hava moleküllerini iyonize ettiğini biliyordu ve eğer hava bir elektrik alanı içindeyse, iyonlar bir elektrik akımı üretecek. Bu prensipte Rutherford ve Geiger, cam bir tüp içinde iki elektrottan oluşan basit bir sayma cihazı tasarladı. Tüpten geçen her alfa parçacığı, sayılabilecek bir elektrik atımı yaratır. Erken bir versiyonuydu gayger sayacı.[10]

Geiger ve Rutherford'un inşa ettiği sayaç güvenilmez oldu çünkü alfa parçacıkları algılama odasındaki hava molekülleriyle çarpışmaları nedeniyle çok güçlü bir şekilde saptırılıyordu. Alfa parçacıklarının son derece değişken yörüngeleri, gazın içinden geçerken hepsinin aynı sayıda iyon üretmediği ve dolayısıyla düzensiz okumalar ürettiği anlamına geliyordu. Bu Rutherford'u şaşırtmıştı çünkü alfa parçacıklarının bu kadar güçlü bir şekilde saptırılamayacak kadar ağır olduğunu düşünmüştü. Rutherford, Geiger'den ne kadar maddenin alfa ışınlarını saçabileceğini araştırmasını istedi.[11]

Tasarladıkları deneyler, folyonun onları kalınlıklarına ve malzemelerine göre nasıl saçtığını gözlemlemek için metal bir folyoyu alfa parçacıklarıyla bombardıman etmeyi içeriyordu. Parçacıkların yörüngesini ölçmek için floresan bir ekran kullandılar. Bir alfa parçacığının ekrandaki her etkisi küçük bir ışık parlaması oluşturdu. Geiger, karanlık bir laboratuvarda saatlerce çalıştı ve bu minik parıltıları bir mikroskop kullanarak saydı.[5] Rutherford, bu iş için dayanıklılıktan yoksundu (30'lu yaşlarının sonundaydı), bu yüzden onu genç meslektaşlarına bıraktı.[12] Metal folyo için çeşitli metalleri test ettiler, ancak tercih ettiler altın çünkü altın çok yumuşak olduğu için folyoyu çok ince yapabilirler.[13] Alfa parçacıkları kaynağı olarak Rutherford'un tercih ettiği madde radon uranyumdan birkaç milyon kat daha fazla radyoaktif bir madde.

1908 deneyi

Bu cihaz, Hans Geiger tarafından 1908 tarihli bir makalede anlatılmıştır. Sadece birkaç derecelik sapmaları ölçebiliyordu.

Geiger tarafından bir 1908 kağıdı, Α-Parçacıkların Maddeye Göre Saçılması Üzerine,[14] aşağıdaki deneyi açıklar. Yaklaşık iki metre uzunluğunda uzun bir cam tüp yaptı. Tüpün bir ucunda bir miktar "radyum yayılması "(R) alfa parçacıkları kaynağı olarak görev yaptı. Tüpün diğer ucu fosforlu bir ekranla (Z) kaplandı. Tüpün ortasında 0,9 mm genişliğinde bir yarık vardı. R'den gelen alfa parçacıkları geçti yarık ve ekranda parlayan bir ışık yaması oluşturdu. Ekrandaki sintilasyonları saymak ve yayılmalarını ölçmek için bir mikroskop (M) kullanıldı. Geiger, alfa parçacıklarının engellenmemesi için tüpten tüm havayı pompaladı, ve ekranda yarığın şekline karşılık gelen düzgün ve sıkı bir görüntü bıraktılar. Geiger daha sonra tüpte biraz hava olmasına izin verdi ve parlayan yama daha fazla dağıldı. Geiger daha sonra havayı dışarı pompaladı ve üzerine biraz altın folyo koydu. AA'da yarık. Bu da ekrandaki ışık parçasının daha fazla yayılmasına neden oldu. Bu deney, hem havanın hem de katı maddenin alfa parçacıklarını belirgin bir şekilde dağıtabildiğini gösterdi. Bununla birlikte, aygıt yalnızca küçük sapma açılarını gözlemleyebildi. Rutherford istedi t o alfa parçacıklarının daha da büyük açılarla (belki 90 ° 'den daha büyük) dağılıp dağılmadığını bilmek.

1909 deneyi

Bu deneylerde, bir radyoaktif kaynak (A) tarafından yayılan alfa parçacıklarının bir metal reflektörden (R) ve bir kurşun plakanın (P) diğer tarafındaki bir floresan ekrana (S) sıçradığı gözlendi.

1909 tarihli bir yazıda, Α-Parçacıklarının Yaygın Yansıması Üzerine,[15] Geiger ve Marsden, alfa parçacıklarının gerçekten 90 ° 'den fazla dağılabileceğini kanıtladıkları deneyi anlattılar. Deneylerinde, "radyum yayılımı" içeren küçük bir konik cam tüp (AB) hazırladılar (radon ), "radyum A" (gerçek radyum) ve "radyum C" (bizmut -214); açık ucu mika. Bu onların alfa parçacık yayıcısıydı. Daha sonra, arkasına bir floresan ekran (S) yerleştirdikleri bir kurşun levha (P) kurdular. Tüp, yaydığı alfa parçacıkları doğrudan ekrana çarpamayacak şekilde levhanın karşı tarafında tutuldu. Ekranda birkaç parıldama fark ettiler, çünkü bazı alfa parçacıkları hava moleküllerinden sekerek plakanın çevresini dolaştılar. Daha sonra kurşun levhanın yan tarafına metal bir folyo (R) yerleştirdiler. Alfa parçacıklarının sıyrılıp plakanın diğer tarafındaki ekrana çarpıp çarpmayacağını görmek için tüpü folyoya yönelttiler ve ekrandaki parıldama sayısında bir artış gözlemlediler. Parıltıları sayarak, altın gibi daha yüksek atomik kütleye sahip metallerin, alüminyum gibi daha hafif olanlara göre daha fazla alfa parçacığı yansıttığını gözlemlediler.

Geiger ve Marsden daha sonra yansıtılan toplam alfa parçacığı sayısını tahmin etmek istedi. Önceki kurulum bunu yapmak için uygun değildi çünkü tüp birkaç radyoaktif madde (radyum artı bozunma ürünleri) içeriyordu ve bu nedenle yayılan alfa parçacıkları değişkenlik gösteriyordu. aralıklar ve çünkü tüpün alfa parçacıklarını hangi hızda yaydığını anlamak onlar için zordu. Bu sefer, platin reflektörden (R) ve ekrana yansıyan kurşun plakaya az miktarda radyum C (bizmut-214) yerleştirdiler. Reflektöre çarpan alfa parçacıklarının yalnızca küçük bir bölümünün ekrana sıçradığını buldular (bu durumda, 8.000'de 1).[15]

1910 deneyi

Bu aparat 1910 makalesinde Geiger tarafından açıklanmıştır. Folyonun maddesine ve kalınlığına göre saçılmanın nasıl değiştiğini kesin olarak ölçmek için tasarlanmıştır.

Bir 1910 kağıdı[16] Geiger tarafından, Α-Parçacıklarının Maddeye Göre Saçılması, bir a-parçacığının saptırıldığı en olası açının içinden geçtiği malzemeye, söz konusu malzemenin kalınlığına ve alfa parçacıklarının hızına göre nasıl değiştiğini ölçmeye çalıştığı bir deneyi anlatır. Havanın dışarı pompalandığı hava geçirmez bir cam tüp yaptı. Bir ucunda "radyum yayılımı" içeren bir ampul (B) vardı (radon -222). Cıva vasıtasıyla, B'deki radon, A'daki ucu tıkanmış olan dar cam boruya pompalandı. mika. Tüpün diğer ucunda bir floresan çinko sülfür ekran (S). Ekrandaki sintilasyonları saymak için kullandığı mikroskop, bir verniyer ile dikey bir milimetre ölçeğine yapıştırıldı, bu da Geiger'in ekranda ışık parlamalarının nerede göründüğünü tam olarak ölçmesine ve böylece parçacıkların sapma açılarını hesaplamasına izin verdi. A'dan yayılan alfa parçacıkları, D'de küçük dairesel bir delikle bir kirişe daraltıldı. Geiger, parlama bölgesinin nasıl değiştiğini gözlemlemek için D ve E'deki ışınların yoluna metal bir folyo yerleştirdi. Ayrıca, A'ya fazladan mika veya alüminyum tabakalar yerleştirerek alfa parçacıklarının hızını değiştirebilir.

Geiger, aldığı ölçümlerden şu sonuçlara varmıştır:

  • en olası sapma açısı malzemenin kalınlığı ile artar
  • en olası sapma açısı, maddenin atomik kütlesiyle orantılıdır
  • alfa parçacıklarının hızıyla en olası sapma açısı azalır
  • Bir parçacığın 90 ° 'den fazla sapma olasılığı kaybolacak kadar küçüktür

Rutherford saçılma modelini matematiksel olarak modeller

Yukarıdaki deneylerin sonuçlarını göz önünde bulunduran Rutherford, 1911'de "Maddeye Göre α ve β Parçacıklarının Saçılması ve Atomun Yapısı" başlıklı dönüm noktası niteliğinde bir makale yayınladı, burada atomun merkezinde bir elektrik yükü hacmi bulunduğunu önerdi. çok küçük ve yoğun (aslında, Rutherford bunu hesaplamalarında bir puan yükü olarak ele alıyor).[1] Matematiksel hesaplamalarının amacı için bu merkezi suçlamanın pozitif olduğunu varsaydı, ancak bunu kanıtlayamayacağını ve teorisini geliştirmek için diğer deneyleri beklemesi gerektiğini kabul etti.

Rutherford, tüm pozitif yük ve atomik kütlenin çoğu bir atomun merkezinde tek bir noktada yoğunlaşmışsa, folyonun alfa parçacıklarını nasıl dağıtması gerektiğini modelleyen matematiksel bir denklem geliştirdi.

Rutherford's scattering equation illustrated.svg

s = bir sapma açısında birim alana düşen alfa parçacıklarının sayısı Φ
r = saçılma malzemesi üzerindeki α ışınlarının oluşma noktasından uzaklık
X = saçılan malzeme üzerine düşen toplam parçacık sayısı
n = malzemenin birim hacmindeki atom sayısı
t = folyo kalınlığı
Qn = atom çekirdeğinin pozitif yükü
Qα = alfa parçacıklarının pozitif yükü
m = bir alfa parçacığının kütlesi
v = alfa parçacığının hızı

Saçılma verilerinden, Rutherford merkezi yükü hesapladı Qn yaklaşık +100 birim olmak üzere (bkz. Rutherford modeli )

1913 deneyi

1913 tarihli bir makalede, Α Parçacıklarının Geniş Açılardan Sapma Yasaları,[17] Geiger ve Marsden, Rutherford'un geliştirdiği yukarıdaki denklemi deneysel olarak doğrulamaya çalıştıkları bir dizi deneyi anlatıyorlar. Rutherford denklemi, dakika başına sintilasyon sayısının s belirli bir açıda gözlemlenecek Φ orantılı olmalıdır:

  1. csc4(Φ / 2)
  2. folyo kalınlığı t
  3. merkezi yük karesinin büyüklüğü Qn
  4. 1 / (mv2)2

Onların 1913 makalesi, bu dört ilişkinin her birini kanıtladıkları dört deneyi anlatıyor.

Bu aygıt, Geiger ve Marsden tarafından 1913 tarihli bir makalede anlatılmıştır. Metal folyo (F) tarafından üretilen alfa parçacıklarının saçılma modelini doğru bir şekilde ölçmek için tasarlanmıştır. Mikroskop (M) ve ekran (S) dönen bir silindire tutturulmuştu ve her açıdan sintilasyonları sayabilmeleri için folyo etrafında tam bir daire hareket ettirilebiliyordu.[17]

Saçılmanın sapma açısıyla nasıl değiştiğini test etmek için (ör. s ∝ csc4(Φ / 2)) Geiger ve Marsden, bir döner tablaya monte edilmiş içi boş bir metal silindirden oluşan bir aparat yaptı. Silindirin içinde bir metal folyo (F) ve silindirin bağımsız olarak dönmesine izin veren ayrı bir kolon (T) üzerine monte edilmiş, radon (R) içeren bir radyasyon kaynağı vardı. Sütun aynı zamanda havanın silindirden dışarı pompalandığı bir tüptür. Objektif lensi floresanla kaplı bir mikroskop (M) çinko sülfür ekran (S) silindirin duvarına girmiş ve metal folyoyu işaret etmiştir. Masayı döndürerek, mikroskop folyo etrafında tam bir daire hareket ettirilerek Geiger'in 150 ° 'ye kadar sapan alfa parçacıklarını gözlemlemesine ve saymasına olanak tanıyor. Deneysel hatayı düzelten Geiger ve Marsden, belirli bir açıyla saptırılan alfa parçacıklarının sayısının Φ gerçekten orantılı csc4(Φ / 2).[17]

Bu cihaz, alfa parçacığı saçılma modelinin folyonun kalınlığına, malzemenin atom ağırlığına ve alfa parçacıklarının hızına göre nasıl değiştiğini ölçmek için kullanıldı. Merkezdeki dönen disk, folyo ile kapatılabilen altı deliğe sahipti.[17]

Geiger ve Marsden daha sonra saçılmanın folyonun kalınlığına göre nasıl değiştiğini test ettiler (örn. s ∝ t). Altı delikli bir disk (S) oluşturdular. Delikler, çeşitli kalınlıklarda metal folyo (F) ile kaplandı veya kontrol için hiçbiri ile kaplandı. Bu disk daha sonra iki cam plaka (B ve C) arasında pirinç bir halka (A) içinde kapatıldı. Disk, her pencereyi alfa parçacık kaynağının (R) önüne getirmek için bir çubuk (P) vasıtasıyla döndürülebilir. Arka cam bölmede bir çinko sülfür ekran (Z). Geiger ve Marsden, söz konusu kalınlık küçük olduğu sürece çinko sülfit ekran üzerinde görünen sintilasyon sayısının kalınlıkla orantılı olduğunu buldular.[17]

Geiger ve Marsden, saçılma modelinin nükleer yükün karesiyle nasıl değiştiğini ölçmek için yukarıdaki aygıtı yeniden kullandı (yani s ∝ Qn2). Geiger ve Marsden, metallerinin çekirdeğinin pozitif yükünün ne olduğunu bilmiyorlardı (sadece çekirdeğin var olduğunu henüz keşfetmişlerdi), ancak atom ağırlığıyla orantılı olduğunu varsaydılar, bu yüzden saçılmanın orantılı olup olmadığını test ettiler. atom ağırlığının karesi. Geiger ve Marsden diskin deliklerini altın, kalay, gümüş, bakır ve alüminyum folyolarla kapladı. Her bir folyonun durdurma gücünü, eşdeğer bir hava kalınlığına eşitleyerek ölçtüler. Ekranda her bir folyonun ürettiği dakika başına sintilasyon sayısını saydılar. Dakikadaki sintilasyon sayısını ilgili folyonun hava eşdeğerine böldüler, sonra tekrar atom ağırlığının kareköküne böldüler (Geiger ve Marsden, eşit durdurma gücüne sahip folyolar için birim alandaki atom sayısının atom ağırlığının karekökü). Böylece, her metal için Geiger ve Marsden, sabit sayıda atomun ürettiği sintilasyon sayısını elde etti. Her metal için, daha sonra bu sayıyı atom ağırlığının karesine böldüler ve oranların aşağı yukarı aynı olduğunu buldular. Böylece kanıtladılar s ∝ Qn2.[17]

Son olarak Geiger ve Marsden, saçılmanın alfa parçacıklarının hızıyla nasıl değiştiğini test ettiler (örn. s ∝ 1 / v4). Aynı aparatı tekrar kullanarak, ekstra tabakalar yerleştirerek alfa parçacıklarını yavaşlattılar. mika alfa parçacık kaynağının önünde. Deneysel hata aralığında, sintilasyon sayısının gerçekten orantılı olduğunu buldular. 1 / v4.[17]

Rutherford çekirdeğin pozitif yüklü olduğunu belirledi

1911 tarihli makalesinde (yukarıyı görmek ), Rutherford atomun merkezi yükünün pozitif olduğunu varsaydı, ancak negatif bir yük onun saçılma modeline de uyacaktı.[18] 1913 tarihli bir makalede,[19] Rutherford, alfa parçacıklarının çeşitli gazlardaki saçılımını araştıran deneylerin sonucuna dayanarak "çekirdek" in (şimdi kendi deyimiyle) gerçekten pozitif yüklü olduğunu açıkladı.

1917'de Rutherford ve asistanı William Kay, alfa parçacıklarının hidrojen ve nitrojen gibi gazlardan geçişini keşfetmeye başladı. Bir alfa parçacığı demetini hidrojenden attıkları bir deneyde, alfa parçacıkları hidrojen çekirdeklerini geriye değil, ışın yönünde öne doğru savurdular. Alfa parçacıklarını nitrojen yoluyla attıkları bir deneyde, alfa parçacıklarının hidrojen çekirdeklerini (yani protonları) nitrojen çekirdeklerinden düşürdüğünü keşfetti.[18]

Eski

Ana makaleler: Rutherford modeli ve Rutherford-Bohr modeli

Geiger, Rutherford'a alfa parçacıklarının kuvvetli bir şekilde saptırıldığını gördüğünü bildirdiğinde Rutherford şaşkına döndü. Rutherford'un verdiği bir konferansta Cambridge Üniversitesi dedi ki:

Hayatımda başıma gelen en inanılmaz olaydı. Bir kağıt mendil parçasına 15 inçlik bir mermi ateşlemişsiniz ve geri gelip size çarpmışsınız gibi neredeyse inanılmazdı. Düşündüğümde, bu geriye doğru saçılmanın tek bir çarpışmanın sonucu olması gerektiğini fark ettim ve hesaplamalar yaptığımda, kütlenin büyük kısmının bulunduğu bir sistem almadıkça bu büyüklükte herhangi bir şey elde etmenin imkansız olduğunu gördüm. Atomun% 'si bir dakikalık çekirdekte konsantre edildi. İşte o zaman, küçük bir merkeze sahip, yük taşıyan bir atom fikri aklıma geldi.

— Ernest Rutherford[20]

Övgüler çok geçmeden akın etti. Hantaro Nagaoka Bir zamanlar bir Satürn atom modeli önermiş olan, 1911'de Tokyo'dan Rutherford'a şöyle yazdı: "Kullandığınız aygıtın basitliği ve elde ettiğiniz mükemmel sonuçlar için tebrikler". Bu deneylerin sonuçları, dünyadaki tüm maddelerin nasıl yapılandırıldığını ve dolayısıyla her bilimsel ve mühendislik disiplinini nasıl etkilediğini ortaya çıkardı, bu da onu tüm zamanların en önemli bilimsel keşiflerinden biri haline getirdi. Gökbilimci Arthur Eddington Rutherford'un keşfini o zamandan beri en önemli bilimsel başarı olarak adlandırdı Demokritos atomun yaşlanmasını önerdi.[12]

Çoğu bilimsel model gibi, Rutherford'un atom modeli ne mükemmeldi ne de eksiksizdi. Klasik göre Newton fiziği aslında imkansızdı. Hızlandırılan yüklü parçacıklar elektromanyetik dalgalar yayar, bu nedenle teoride bir atom çekirdeğinin yörüngesinde dönen bir elektron, enerji kaybederken çekirdeğe doğru spiral yapar. Bu sorunu çözmek için bilim adamlarının kuantum mekaniğini Rutherford'un modeline dahil etmesi gerekiyordu.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ a b Rutherford (1911)
  2. ^ Daintith ve Gjertsen (1999)
  3. ^ Nagaoka (1904)
  4. ^ Hiperfizik
  5. ^ a b Cavendish Laboratuvarı
  6. ^ Jewett ve Serway (2014), s. 1299
  7. ^ https://www.chemteam.info/Chem-History/Rutherford-1911/Rutherford-1911.html
  8. ^ Görgü (2000), s. 28
  9. ^ Abraham Pais, Oxford University Press, 1986
  10. ^ a b Heilbron (2003), s. 59
  11. ^ Heilbron (2003)
  12. ^ a b Reeves (2008)
  13. ^ Tibbetts (2007), s. 127
  14. ^ Geiger (1908)
  15. ^ a b Geiger ve Marsden (1909)
  16. ^ Geiger (1910)
  17. ^ a b c d e f g Geiger ve Marsden (1913)
  18. ^ a b AIP
  19. ^ Rutherford ve Nuttal (1913)
  20. ^ Rutherford ve Ratcliffe (1938), s. 61

Kaynakça

Dış bağlantılar