Ernest Rutherford, originario della Nuova Zelanda, è accreditato come il padre della fisica nucleare per le sue scoperte nella struttura atomica, anche se Hantaro Nagaoka, un fisico dell'Università Imperiale di Tokyo, propose per la prima volta la teoria del nucleo è conosciuto oggi L'esperimento di "lamina d'oro" di Rutherford ha portato alla scoperta che la maggior parte della massa di un atomo si trova in una regione densa ora chiamata nucleo. Prima del rivoluzionario esperimento con lamina d'oro, Rutherford ha ottenuto il premio Nobel per altri importanti contributi nel campo della chimica.

Storia

La popolare teoria della struttura atomica al tempo dell'esperimento di Rutherford era il "plum pudding model". Questo modello è stato sviluppato nel 1904 da J.J. Thompson, lo scienziato che ha scoperto l'elettrone. Questa teoria sosteneva che gli elettroni carichi negativamente in un atomo galleggiavano in un mare di carica positiva - gli elettroni erano simili alle prugne in una ciotola di budino. Sebbene il dottor Nagaoka avesse pubblicato la sua teoria in competizione sul fatto che gli elettroni orbitassero un nucleo positivo, simile al modo in cui il pianeta Saturno è orbitato dai suoi anelli, nel 1904, il modello di plum pudding era la teoria prevalente sulla struttura dell'atomo fino a quando non fu smentita di Ernest Rutherford nel 1911.

Funzione

L'esperimento di lamina d'oro fu condotto sotto la supervisione di Rutherford presso l'Università di Manchester nel 1909 dallo scienziato Hans Geiger (il cui lavoro alla fine portò allo sviluppo di il contatore Geiger) e studente universitario Ernest Marsden. Rutherford, presidente del dipartimento di fisica di Manchester al momento dell'esperimento, riceve un credito primario per l'esperimento, poiché le teorie che ne derivano sono principalmente il suo lavoro. L'esperimento di lamina d'oro di Rutherford viene anche definito l'esperimento Geiger-Marsden.

Caratteristiche

L'esperimento con lamina d'oro consisteva in una serie di test in cui una particella di elio caricata positivamente è stata strato molto sottile di lamina d'oro. Il risultato atteso era che le particelle positive sarebbero state spostate a pochi gradi dal loro percorso mentre passavano attraverso il mare di carica positiva proposto nel modello di budino di prugne. Il risultato, tuttavia, era che le particelle positive venivano respinte dalla lamina d'oro di quasi 180 gradi in una regione molto piccola dell'atomo, mentre la maggior parte delle particelle rimanenti non erano affatto deviate, ma piuttosto passate attraverso l'atomo.

Significato

I dati generati dall'esperimento sulla lamina d'oro hanno dimostrato che il modello di plum pudding dell'atomo non era corretto. Il modo in cui le particelle positive rimbalzavano dal foglio sottile indicava che la maggior parte della massa di un atomo era concentrata in una piccola regione. Poiché la maggior parte delle particelle positive continuava senza sosta sul loro percorso originale, Rutherford dedusse correttamente che la maggior parte del resto dell'atomo era spazio vuoto. Rutherford definì la sua scoperta "la carica centrale", una regione in seguito chiamata nucleo.

Potenziale

La scoperta di Rutherford del nucleo e della struttura atomica proposta fu in seguito perfezionata dal fisico Niels Bohr nel 1913. Bohr's modello dell'atomo, noto anche come modello di Rutherford Bohr, è il modello atomico di base usato oggi. La descrizione di Rutherford dell'atomo ha posto le basi per tutti i futuri modelli atomici e lo sviluppo della fisica nucleare.