Το πείραμα του Ράδερφορντ

Οι φυσικοί για να διαπιστώσουν πώς κατανέμονται η μάζα και το φορτίο στο εσωτερικό του ατόμου έπρεπε να διεισδύσουν ακόμα περισσότερο στο άτομο. Το 1911 ο Ράδερφορντ (Rutherford, 1871-1937) πραγματοποίησε ένα ιστορικό πείραμα.

Ο Ράδερφοντ βομβάρδισε με θετικά σωματίδια πολύ λεπτά φύλλα χρυσού (Εικ. 5.4). Συγχρόνως διερεύνησε πώς τα άτομα του χρυσού επηρεάζουν την κίνηση των σωματιδίων. Το αποτέλεσμα ήταν απροσδόκητο: τα περισσότερα σωματίδια διαπερνούσαν το φύλλο χρυσού χωρίς να συναντούν εμπόδιο (Εικ. 5.5). Από αυτό το γεγονός συμπέρανε ότι μέσα στο άτομο υπάρχει πολύ κενός χώρος.

Παρατήρησε, επίσης, ότι ορισμένα σωματίδια ανακλώνταν προς τα πίσω σαν να συναντούσαν συμπαγές εμπόδιο. Η παρατήρηση αυτή τον οδήγησε στην υπόθεση ότι όλο το θετικό φορτίο και σχεδόν όλη η μάζα του ατόμου είναι συγκεντρωμένη σε πολύ μικρό τμήμα του όγκου του ατόμου. Θεώρησε, λοιπόν, ότι στο εσωτερικό του ατόμου εκτός από τα ηλεκτρόνια υπάρχει ένα πυκνό, θετικά φορτισμένο σωματίδιο το οποίο ονομάσθηκε πυρήνας (Εικόνα 5.6) . Θεώρησε, επίσης, ότι το άτομο μοιάζει με μικρογραφία του ηλιακού συστήματος: τα ηλεκτρόνια περιφέρονται γύρω από τον πυρήνα, όπως οι πλανήτες γύρω από τον Ήλιο.

Το μέγεθος του ατόμου και των υποατομικών σωματιδίων.

Τα άτομα είναι τόσο μικρά ώστε δεν είναι ορατά ούτε με το ισχυρότερο οπτικό μικροσκόπιο. Ωστόσο με χρήση ακτινών Χ, που έχουν μεγάλη διεισδυτική ικανότητα, λαμβάνουμε εικόνες από τις οποίες μπορούμε να προσδιορίσουμε το μέγεθος των ατόμων.

Αν θεωρήσουμε ότι το άτομο έχει σφαιρικό σχήμα, τότε η ακτίνα του είναι λίγα δισεκατομμυριοστά του cm.

Ο πυρήνας του ατόμου είναι δέκα χιλιάδες φορές μικρότερος από το άτομο. Επίσης, τα ηλεκτρόνια φαίνεται ότι δεν έχουν καθόλου διαστάσεις. Δηλαδή είναι σημειακά. Στον πυρήνα είναι συγκεντρωμένο το 99,99% της μάζας ολόκληρου του ατόμου.

Εικόνα 5.5 Τα περισσότερα σωματίδια διαπερνούν τα άτομα χωρίς να συναντούν εμπόδιο. Μερικά ωστόσο, ανακλώνται προς τα πίσω.

Εικόνα 5.6 Το πρότυπο του ατόμου σύμφωνα με τις απόψεις του Ράδερφορντ.