Po stopách Rutherforda

Ernest Rutherford svojím pokusom objasnil štruktúru atómu, o ktorej dovtedy panovali rozličné hypotézy (napr. pudingový model J.J. Thompsona). Nasledujúci pokus vám sčasti pomôže predstaviť si, s akými ťažkosťami sa musel potýkať.

Rutheford vo svojom experimente ostreľoval α časticami (jadrá atómu hélia) tenkú zlatú fóliu. Častice sa počas svojho preletu zlatou fóliou vychyľovali od svojho priameho smeru o určitý uhol θ, ktorý bol niekedy väčší aj ako 90°. Ich dráhy mali tvar hyperboly. Dochádzalo zriedkavo i k odrazu smerom k zdroju týchto častíc (asi 1 častica z 8000 sa takto odrazila). Vo všeobecnosti sa tento jav nazýva i rozptyl α častíc. Z rozptylového obrazca potom mohol Rutheford a jeho spolupracovníci (Geiger a Marsden) vypočítať priebeh potenciálu elektrostatického poľa jadra, inými slovami určiť tvar a veľkosť jadra. Tak prišiel Rutherford k záveru, že celý kladný náboj atómu a takmer celá jeho hmotnosť je sústredená vo veľmi malom jadre, ktorého priemer je asi 100000-krát menší ako priemer celého atómu.

Pomôcky: doska 1*1 m, guľôčky s polomerom neprevyšujúcim 1 cm, naklonená rovina so žliabkom, rôzne „prekážky“

Do stredu dosky vyvŕtajte dierku, do ktorej budete potom vsúvať rozličné prekážky (hypotetické „jadrá“). Na okraj dosky pripevnite naklonenú rovinu so žliabkom. Od výšky tejto naklonenej roviny závisí kinetická energia, ktorú získajú guličky.

Do dierky vsuňte nejakú prekážku ľubovoľného tvaru. Začnite spúšťať guľôčky po žliabku. Akonáhle narazia na prekážku v strede dosky, zmení sa aj smer ich pohybu. Zaznamenajte smer pohybu po odrazení nejakým predmetom, napr. špendlíkom.

Teraz zakryte vaše „jadro“ nejakým predmetom tak, aby sa guľôčky mohli voľne pohybovať. Zaznamenajte špendlíkmi ich pohyb po odrazení.

Pokúste sa z vášho „rozptylového obrazca“ určiť veľkosť a tvar vášho jadra. Je to jednoduché alebo ľahké?