Rutherford-a Atommodelo

Ĉiuj jam vidis prugnojn en pudingo. Antaŭe oni pensis, ke elektronoj en atomo estas disvastitaj sur pozitiva ŝargo simile al prugnoj en pudingo. Alivorte, oni pensis, ke pozitiva ŝargo ekzistas tra la tuta atomo kaj negativaj elektronoj estas neuniforme disvastitaj sur ĝi simile al prugnoj en pudingo. Tiu koncepto de atommodelo estas tiel konata kiel prugnoj-en-pudingo-modelo de atomoj. Tiu koncepto estis enkondukita de J.J. Thomson, kiu ankaŭ estis la inventanto de elektronoj. Laŭ la prugnoj-en-pudingo-modelo, pozitivaj kaj negativaj ŝargoj de atomo estas disvastitaj tra la korpo de la atomo kaj ne devas esti iu ajn koncentrita maso en atomo.
En 1899, Ernest Rutherford de la Universitato de Manchester malkovris alfan partiklojn, kiuj estas pozitive ŝarĝitaj heliumionoj emittitaj el radioaktiva substanco kiel uranio. Tiuj alfan partikloj kreis brilajn punktojn, kiam ili frapis ekranon kun zinc-sulfido-kovro. Ĉar ne estas koncentrita maso en atomo, oni antaŭdiris, ke se malgranda metalfolio estas bombardata per pozitive ŝarĝitaj alfan partikloj, tiam ĉiuj tiuj alfan partikloj pasus la folion sen multa deflektado en ilia vojo.

La eta elektra kampo evoluita en la atomoj ne povas multe influi la movadon de la partiklo. Do oni antaŭdiris, ke povas esti malpli ol 1o deflektado en la vojo de la movado de la alfan partikloj. Tiu antaŭdiko inspiris Ernest Rutherford por fari eksperimentojn por kontroli la prugnoj-en-pudingo-modelon de atomoj. Li instrukcis sian kolegon Ernest Marsden kaj Hans Geiger bombardi kun alfan partikloj sur malgranan metalan folion por kontroli tiun antaŭdikon. Laŭ instrukcio, Ernest Marsden kaj Hans Geiger faris eksperimenton kaj faris historion. Ili metis tre malgranan orfolion antaŭ alfa-raya pistolo. Ili ankaŭ metis zinc-sulfido-ekranon ĉirkaŭ la orfolio por observi la brilajn punktojn sur ĝi, kiam alfan partikloj frapis ĝin. Ili faris la eksperimenton en malluma ĉambro. Ili observis dum la eksperimento, ke, kiel antaŭdite, la alfan partikloj transpasas la filmon kaj frapas la zinc-sulfido-ekranon post la filmo.

Sed post kalkulado de la brilaj punktoj sur la ekrano, ili trovis neatenditan rezulton. Ne ĉiuj alfan partikloj transpasis la folion rekta maniero, kiel atendite. Malgranda procento de bombarditaj alfan partikloj ŝanĝis sian vojon dum transpasado de la orfolio. Ne nur la partikloj diversigis sian vojon, sed ankaŭ tre malmultaj el ili rekte riflankis al la fonto aŭ alfa pistolo. Post detala studo de la observaĵo, Ernest Marsden kaj Hans Geiger raportis al Ernest Rutherford. Post vido kaj studo de ilia raporto, Rutherford antaŭdiris malsaman modelon de atomo, kiu estas konata kiel Rutherford-modelo de atomo.

Li antaŭdiris, ke la alfan partikloj, kiuj rekte riflankis, devus havi kolizion kun iu multe pli peza maso, kaj tiu maso devus esti pozitive ŝarĝita. Ankaŭ trovis, ke iuj el la diversigitaj alfan partikloj ne riflankis, sed ili havis tre grandan angulon de diversigo. Per observado de diversaj anguloj de diversigo kaj la nombro de partikloj diversigitaj per tiuj anguloj, li antaŭdiris, ke pozitivaj alfan partikloj estas ankaŭ influataj de kompare granda koncentrita pozitiva ŝargo. Li diris, ke la koncentroj de maso kaj pozitiva ŝargo estas en la sama loko en atomo, kaj ĉi tio estas en la centro de la atomo, kaj li nomis ĝin kerno de la atomo. Li ankaŭ diris, ke escepte de centra kerno, la tuta spaco en la atomo estas vakua.

Post tiu ora-folia eksperimento, Rutherford donis pli realistan modelon de atomo. Tiu modelo ankaŭ estas nomata Nuklea Atoma Modelo aŭ Planetara Modelo de Atomo. Tiu modelo estas donita en la jaro 1911. Laŭ la Rutherford-atoma modelo, preskaŭ ĉiuj maso de atomo estas koncentrita en tiu kerno. Tiu kerno estas pozitive ŝarĝita kaj estas ĉirkaŭita de etaj levi negativaj ŝarĝitaj partikloj, kiuj estas nomataj elektronoj. Ĉi tiuj elektronoj cirkulas ĉirkaŭ la kerno en la sama maniero kiel planedoj cirkulas ĉirkaŭ la suno en la planetara sistemo. Pro tio tiu modelo estas ankaŭ referita kiel la Planetara Modelo de Atomo.

La radiuso de la kerno estas proksimume 10-13 cm. La radiuso de cirkla vojo vojaĝata de elektronoj ĉirkaŭ la kerno estas proksimume 10-12 cm, kiu estas pli granda ol la diametro de elektrono. La radiuso de la atomo estas proksimume 10-8 cm. Tiel, simile al planetara sistemo, la atomo ankaŭ estas de ekstreme malferma naturo, pro kio ĝi povas esti penetrata de rapidaj partikloj de diversaj specioj. La Rutherford-planetara atoma modelo estas montrita sube-

Forco de atrakto ekzistas inter pozitive ŝarĝita kerno kaj negativaj ŝarĝitaj elektronoj vojaĝantaj ĉirkaŭ la kerno. Tiu elektrostatica forco inter pozitive ŝarĝita kerno kaj negativaj ŝarĝitaj elektronoj estas simila al la gravita forco de atrakto inter Suno kaj planedoj revoluciantaj ĉirkaŭ la suno. Plejparto de tiu planetara atomo estas malferma spaco, kiu ne oferas iun resistancon por pasado de pozitivaj ŝarĝitaj etaj partikloj, kiel alfan partikloj.
La kerno de la atomo estas tre malgranda, densega kaj pozitive ŝarĝita, kio rezultas en la disvastiĝo de pozitivaj ŝarĝitaj partikloj. Tiu fenomeno pri disvastiĝo de pozitivaj ŝarĝitaj alfan partikloj de pozitive ŝarĝita kerno klarigas la disvastiĝon de pozitivaj ŝarĝitaj alfan partikloj de la orfolio, kiel observita de Ernest Rutherford. La Ernest Rutherford-atoma modelo sukcesis anstataŭigi la atoman modelon Thomson-prugnoj-en-pudingo-modelo donitan de la anglia fizikisto Sir J.J. Thomson.

Laŭ la Ernest Rutherford-atoma modelo, la elektronoj ne estas atachitaj al la maso de atomo. La elektronoj estas aŭ stacionaraj en spaco aŭ turnas en cirkulaj vojoj ĉirkaŭ la kerno. Sed se la elektronoj estas stacionaraj, ili devus falen al la kerno pro la forco de atrakto inter elektrono kaj kerno. Aliflanke, se la elektronoj moviĝas en cirkula vojo, tiam laŭ la elektromagnetika teorio, la akcelita ŝarĝo de elektrono daŭre perdas sian energion kaj falos en la kernon, kiel montrite sube en la figuraĵo de Rutherford-atoma modelo, kiu ne klarigas, kial elektronoj ne falas en pozitive ŝarĝitan kernon.

Do, la manko de Rutherford-atoma modelo povas esti priskribita kiel sube-

1. La Rutherford-atoma modelo ne klarigas la disvastigon de elektronoj en orbitoj.

2. La Rutherford-atoma modelo ne klarigas la stabilecon de la atomo kiel tutaĵo.

La supraj mankoj de la Rutherford-atoma modelo estis superitaj per la Bohr-atoma modelo (1913).

Deklaro: Respektu la originalon, bonajn artikolojn valoras dividi, se estas malpermeso bonvolu kontaktu por forigo.