• Indhold

Ernest Rutherford (1871-1937)

Ernest Rutherford

Om

Ernest Rutherford

Rutherford var studerende hos Thompson, mens Thomsons banebrydende artikel blev publiceret i 1897.

Rutherford viste i 1899 - 1900, at der er tre slags stråling fra radioaktive stoffer: alfa-, beta- og gammastråling. I 1908 kunne han fastslå, at alfastråler består af heliumkerner.

I 1909 udførte to af Rutherfords medarbejdere/studerende, Hans Geiger (1882-1945) og Ernest Marsden (1888-1970), et eksperiment, foreslået at Rutherford, hvor de studerede spredningen af alfapartikler, der blev sendt mod et tyndt guldfolie. Efter passagen af metalfoliet, blev alfapartiklerne detekteret ved, at de lyste op et kort øjeblik, når de ramte en skærm med zinksulfid.

På baggrund af Thompsons atommodel (”rosinkage” – modellen) forventede de, at der ikke ville kunne ses en væsentlig afbøjning af alfastrålingen.

Til deres store overraskelse viste det sig imidlertid, at en del af alfapartiklerne blev afbøjet i store vinkler - nogle endda så kraftigt, at de kom tilbage på den side af metalfoliet, som de blev sendt ind fra.

Først mente de derfor, at der måtte være tale om alfapartikler på "afveje" i forhold den stråle, der kom fra den radioaktive kilde.

Ud fra forsøget drog Rutherford i en artikel i 1911 den slutning, at atomet indeholder en lille kerne, hvori næsten al massen er koncentreret. Han forslog derefter en atommodel der overvejende består af det tomme rum. Der er en lille positiv kerne som er omgivet af negative elektroner.

Rutherfords ideer blev ikke straks overtaget af samtidens fysikere. Ved en stor konference (Solvay) i 1913 var Marie Curie (1867-1934) den eneste udover Rutherford selv, der refererede til Rutherfords artikel fra 1911.

Men senere i 1913 anvendte Niels Bohr Rutherfords atommodel til at beskrive hydrogenatomets spektrallinier.

I 1920 foreslog Rutherford navnet proton for hydrogenatomets kerne og forudsagde eksistensen af neutronen, som han dog opfattede som sammensat af en proton og en elektron.

Rutherfords forsøg

Hvis Thomsons forestilling om atomet som en positiv substans passede, skulle alfa-partiklerne på grund af deres store fart kunne fortsætte igennem guldatomerne næsten uden at blive afbøjet.

Rutherfords forsøg

Rutherfords medarbejdere Geiger og Marsden iagtog, at tynde stråler af alfa-partikler gik igennem det tynde guldfolie næsten uden at blive spredt, men så opdagede de noget som fangede deres opmærksomhed. En gang imellem kom der glimt på skærmen foran guldfoliet. Det betød jo, at der var alfa-partikler som var blevet tilbagekastet fra guldfoliet.

Forsøgsopstilling

Forsøgsopstillingen der gik ud på at "skyde" alfa-partikler ind mod et meget tyndt guldfolie. Rundt om guldfoliet var der anbragt en skærm, som lyste op, når alfa-partiklerne ramte den.

Ny atommodel

Ud fra sine iagtagelser opstillede Rutherford i 1911 en ny atommodel. Atomets potitive ladning placerede han i en kerne og uden om den kredsede elektronerne. Men modellen siger ikke noget præcist om elektronernes placering.

For Rutherford og de to medarbejdere var det lidt af et mysterium, at alfa-partikler kunne tilbagekastes fra guldfoliet. Rutherford udtalte, at der var lige så utroligt, som hvis de havde affyret en 15 tommers granat mod et stykke silkepapir, og den var kommet farende tilbage.

Rutherfords atommodel kaldes også for planetmodellen, fordi den ligner vort solsystem, hvor planeterne kredser rundt om solen.