Rutherford atómamódeli
Allir hafa séð síkírtölur í rýktum. Áður var hugsað að elektrón í frumefni væru dreifðar á jákvæða afl eins og síkírtölur í rýktum. Í öðrum orðum, var hugsað að jákvæðt afl væri dreift um allt frumefni og neikvæð elektrón dreifð ofan á það eins og síkírtölur í rýktum. Þessi hugmynd af frumefnismodelli er kend sem síkírtölur í rýktum modell af frumefnum. Þessi hugmynd var kynnt af J.J. Thomson, sem var einnig uppfannari elektróna. Samkvæmt síkírtölur í rýktum modelli, eru jákvæð og neikvæð afl frumefnis dreift um allt frumefni og má ekki vera samanþykkjað massa í frumefni.
Árið 1899 uppgötvaði Ernest Rutherford af Manchester-háskóla alfa-réttri, sem eru jákvæð tölvulegt hélíum sem skiptast út af óhreinindum eins og urán. Þessar alfa-réttri mynda ljós blettur þegar þær slær á skjá sem er beint með sínsvafni. Þar sem engin samanþykkjað massa er í frumefni, var forspáð að ef þynnt metalleðr veltist við jákvæða alfa-réttri, þá myndu allar svo alfa-réttri fara yfir leðrinu án mikils brottlægslu á ferli.
Lítill rafmagnsfalti sem myndast í frumefnum getur ekki haft stór áhrif á hreyfingu hlutarins. Þar af leiðandi var forspáð að mikið undir 1o brottlægsla myndi vera á ferli hreyfingar alfa-réttra. Þessi forspá sporiði Ernest Rutherford til að framkvæma tilraunir til að staðfesta síkírtölur í rýktum modell af frumefnum. Hann veiddi sínum samstarfsmaður Ernest Marsden og Hans Geiger til að velta alfa-réttri á þynnt metalleðr til að staðfesta þessa forspá. Samkvæmt leiðbeiningum, framkvæmdu Ernest Marsden og Hans Geiger tilraun og gerðu sögu. Þeir settu mjög þynnt gullleðr fyrir alfa-strálskyti. Þeir settu einnig sínsvafnis skjá um gullleðrið til að horfa á ljós blettur á því þegar alfa-réttri slær á það. Þeir framkvæmdu tilraunina í dökku herbergi. Þeir horfðu á tilraunina að eins og forspáð, voru alfa-réttri að fara yfir leðrið og slær á sínsvafnis skjáinn aftan við leðrið.
En eftir að telja ljós blettur á skjánum fundu þeir óvænt niðurstaðu. Ekki allar alfa-réttri fengu yfir leðrið í beinnu veg. Smáréttur af alfa-réttri breyttu ferli sínu á leiðinni yfir gullleðrið. Ekki aðeins brottlægstu hlutarnir frá ferlinu, heldur dreifðust nokkur af þeim beint til baka til upprunar eða alfa-skyti. Eftir nákvæm studul á athugunum, sendu Ernest Marsden og Hans Geiger skýrslu til Ernest Rutherford. Eftir að hafa horft og studað skýrsluna fór Rutherford til að forspá annan modell af frumefni, sem er kendur sem Rutherford modell af frumefni.
Hann forspáði að alfa-réttri sem dreifðust beint til baka hafi skotst við nokkrum miklu massi og að þetta massa ætti að vera jákvæðt. Það var einnig fundið að sumar af dreifðum alfa-réttrum dreifðust ekki til baka en höfðu miklar brottlægslu. Með að horfa á mismunandi brottlægslu og fjölda dreifðra hluta með þessum hornum forspáði hann að jákvæð alfa-réttri væru einnig áhrifaðar af miðbært samanþykkjað jákvæðt afl. Hann segir að massamassi og jákvæðt afl séu á sama stað í frumefni og það er í miðju frumefnisins og hann kölluði það kjarni frumefnis. Hann segir einnig að nema miðju kjarna, sé allt svæðið í frumefninu tómt.
Eftir þessa gullleðra tilraun, gefur Rutherford meiri raunverulegan modell af frumefni. Þessi modell er kendur sem Kjarnafrumefnismodell eða Planetskeramodel af frumefni. Þessi modell er gefin árið 1911. Samkvæmt Rutherford frumefnismodelli, er næst allt massa frumefnis samanþykkjað í þessu kjarni. Þetta kjarni er jákvæðt og er umringað af litlum ljólegum neikvæðum partículum, sem eru kölluð elektrón. Þessi elektrón snúa um kjarni á sama hátt og planeter snúa um sól í planetskerskerfi. Þess vegna er þessi modell líka kennd sem Planetskeramodel af frumefni.
Radíus kjarnans er um 10-13 cm. Radíus hringferils sem elektrón snúa um kjarni er um 10-12 cm sem er stærra en þvermál elektróns. Radíus frumefnis er um 10-8 cm. Þannig að, eins og planetskerskerfi, er frumefni líka mjög opinn í náttúru, vegna þess geta hraða partículur af ýmsum tegundum komið í gegnum. Rutherford Planetskeramodel af frumefni er sýnt í myndinni hér fyrir neðan-
Afl af draganda virkar milli jákvæðs kjarnas og neikvæða elektróna sem snúa um kjarni. Þetta rafmagnsfalti milli jákvæðs kjarnas og neikvæða elektróna er sama og tyngdarafl af draganda milli sól og planeta sem snúa um sól. Stór hluti af þessu planetskeri er opinn rými, sem býður ekki upp á neitt móttegni fyrir að fara yfir jákvæða litla partícula eins og alfa-réttri.
Kjarni frumefnisins er mjög smá, þétt og jákvæðt sem leiðir til dreifslu jákvæðra partícula. Þessi atburður fyrir dreifslu jákvæðra alfa-réttra af jákvæðu kjarni, lýsir dreifslu jákvæðra alfa-réttra af gullleðri eins og horft var af Ernest Rutherford. Ernest Rutherford frumefnismodell tók til staðar til að skipta út frumefnismodelli Thomson’s Plum Pudding model sem var gefinn af ensku eðlisfræðingnum Sir J.J. Thomson.
Samkvæmt Ernest Rutherford frumefnismodelli, eru elektrón ekki tengd við massa frumefnis. Elektrón eru antaknilega stillt í rými eða snúa í hringferilum um kjarni. En ef elektrón eru stillt í rými verða þau að falla í kjarni vegna draganda afls milli elektróns og kjarnis. Að öðru leyti, ef elektrón eru í hringferilum, þá samkvæmt rafmagnsmagnskenning, myndu hröðun neikvæða partícula hafa misst orku sjálfgefið og myndu hafa fallið inn í kjarni eins og sýnt er í myndinni hér fyrir neðan Rutherford Atomic Model fails to explain why electrons are not fallen into positively charge nucleus.
Þannig að, bristurnar í Rutherford Atomic model geta verið lýst eins og hér fyrir neðan-
Rutherford frumefnismodell hefur ekki lýst dreifslu elektróna í hringferlum.
Rutherford frumefnismodell hefur ekki lýst öruggu frumefnis sem heild.
Ofangreindar bristar í Rutherford frumefnismodelli voru komnar yfir af Bohr frumefnismodell (1913).
Yfirlýsing: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
