Ποιος ήταν ο Rutherford
Ο Ernest Rutherford, (πήρε αργότερα τον τιμητικό τίτλο Βαρώνος Ράδερφορντ του Νέλσον) ήταν Νεοζηλανδός φυσικός και χημικός. Ο Ράδερφορντ ήταν γιος αγροτικής οικογένειας. Οι γονείς του ήταν μετανάστες από την Μεγάλη Βρετανία που εγκαταστάθηκαν στην περιοχή Νέλσον της Νέας Ζηλανδίας. Αποφοίτησε από το τοπικό κολέγιο και κέρδισε υποτροφία για να συνεχίσει τις σπουδές του στο πανεπιστήμιο. Σπούδασε φυσικός και στο τέλος των σπουδών του το 1895 ταξίδεψε στην Μεγάλη Βρεττανία για να συνεχίσει τις σπουδές του στο εργαστήριο Κάβεντις του πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ.
Ο Ernest Rutherford, (πήρε αργότερα τον τιμητικό τίτλο Βαρώνος Ράδερφορντ του Νέλσον) ήταν Νεοζηλανδός φυσικός και χημικός. Ο Ράδερφορντ ήταν γιος αγροτικής οικογένειας. Οι γονείς του ήταν μετανάστες από την Μεγάλη Βρετανία που εγκαταστάθηκαν στην περιοχή Νέλσον της Νέας Ζηλανδίας. Αποφοίτησε από το τοπικό κολέγιο και κέρδισε υποτροφία για να συνεχίσει τις σπουδές του στο πανεπιστήμιο. Σπούδασε φυσικός και στο τέλος των σπουδών του το 1895 ταξίδεψε στην Μεγάλη Βρεττανία για να συνεχίσει τις σπουδές του στο εργαστήριο Κάβεντις του πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ.
Σημαντικές ημερομηνίες:
- Πήρε το βραβείο Νόμπελ Χημείας το 1908
- Προτείνει το ατομικό πρότυπο το 1911
- Το 1914 προτείνει ότι ο πυρήνας του Υδρογόνου θα έπρεπε να είναι το στοιχειώδες, με θετικό φορτίο, σωματίδιο της ύλης το οποίο ονόμασε proton ( πρωτόνιο).
- Ηγήθηκε της πρώτης προσπάθειας διάσπασης του ατόμου το 1918.
Τα πειράματα του Rutherford
Ο Rutherford και οι μαθητές του πραγματοποίησαν τα πρώτα πειράματα, για να διερευνήσουν την εσωτερική δομή του ατόμου, τα αποτελέσματα των οποίων ήλθαν σε αντίθεση με το πρότυπο του Thomson. O Rutherford στα πειράματά του βομβάρδισε φύλλα χρυσού με σωμάτια θετικού φορτίου (συγκεκριμένα με σωμάτια α) και από τις παρατηρήσεις του έβγαλε συμπεράσματα τα οποία ερχόταν σε αντίθεση με το πρότυπο του Thomson.
Ο Rutherford και οι μαθητές του πραγματοποίησαν τα πρώτα πειράματα, για να διερευνήσουν την εσωτερική δομή του ατόμου, τα αποτελέσματα των οποίων ήλθαν σε αντίθεση με το πρότυπο του Thomson. O Rutherford στα πειράματά του βομβάρδισε φύλλα χρυσού με σωμάτια θετικού φορτίου (συγκεκριμένα με σωμάτια α) και από τις παρατηρήσεις του έβγαλε συμπεράσματα τα οποία ερχόταν σε αντίθεση με το πρότυπο του Thomson.
Τα τόξα παριστάνουν τα "βλήματα" θετικού φορτίου που "έστελνε" ο Rutherford στα άτομα χρυσού. Το μοντέλο του Thomson δικαιολογεί την πρώτη εικόνα, ο Rutherford όμως "έβλεπε" την δεύτερη εικόνα.
Άρα κάτι υπάρχει στο άτομο το οποίο αναγκάζει τα "βλήματα" θετικού φορτίου να γυρίσουν πίσω. Υπέθεσε λοιπόν ότι το θετικό φορτίο στο άτομο είναι συγκεντρωμένο σε μια μικρή περιοχή την οποία ονόμασε πυρήνα.
Ας θέσουμε ένα υποθετικό ερώτημα για να καταλάβουμε τη σκέψη του Rutherford. Πως μπορείτε να ανιχνεύσετε όταν στεκόσαστε στην πόρτα ενός σκοτεινού δωματίου αν στη μέση του δωματίου υπάρχει ένα μεγάλο κουτί γεμάτο βιβλία; Στη διάθεσή σας έχετε μπάλες ποδοσφαίρου, δεν έχετε φακό και δεν επιτρέπεται να μπείτε στο δωμάτιο.
Κάντε κλικ στην απάντηση απλώς για να επιβεβαιώσετε τη σκέψη σας.
Άρα κάτι υπάρχει στο άτομο το οποίο αναγκάζει τα "βλήματα" θετικού φορτίου να γυρίσουν πίσω. Υπέθεσε λοιπόν ότι το θετικό φορτίο στο άτομο είναι συγκεντρωμένο σε μια μικρή περιοχή την οποία ονόμασε πυρήνα.
Ας θέσουμε ένα υποθετικό ερώτημα για να καταλάβουμε τη σκέψη του Rutherford. Πως μπορείτε να ανιχνεύσετε όταν στεκόσαστε στην πόρτα ενός σκοτεινού δωματίου αν στη μέση του δωματίου υπάρχει ένα μεγάλο κουτί γεμάτο βιβλία; Στη διάθεσή σας έχετε μπάλες ποδοσφαίρου, δεν έχετε φακό και δεν επιτρέπεται να μπείτε στο δωμάτιο.
Κάντε κλικ στην απάντηση απλώς για να επιβεβαιώσετε τη σκέψη σας.
Σας προτείνουμε δύο λογισμικά, στα οποία εσείς θα μπορέσετε να προσομοιώσετε το πείραμα του Rutherford.Τρέξτε τα λογισμικά και δοκιμάστε το πρότυπο του σταφιδόψωμου και το πρότυπο του Rutherford.
Τι πρότεινε για το άτομο ο Rutherford
Στο πρότυπο του Rutherford το άτομο αποτελείται από μία πολύ μικρή περιοχή στην οποία είναι συγκεντρωμένο όλο το θετικό φορτίο και σχεδόν όλη η μάζα του ατόμου. Η περιοχή αυτή ονομάζεται πυρήνας. Ο πυρήνας περιβάλλεται από ηλεκτρόνια.
Τα ηλεκτρόνια πρέπει να κινούνται γύρω από τον πυρήνα σε κυκλικές τροχιές, όπως οι πλανήτες γύρω από τον Ήλιο, γιατί, αν ήταν ακίνητα, θα έπεφταν πάνω στον πυρήνα εξαιτίας της ηλεκτρικής έλξης που δέχονται από αυτόν.Ο μεγαλύτερος χώρος του ατόμου είναι κενός.
Το πρότυπο του Rutherford ονομάζεται και πλανητικό μοντέλο του ατόμου, γιατί αποτελεί μικρογραφία του ηλιακού πλανητικού συστήματος. Αποτελεί ένα μεγάλο βήμα, που πλησιάζει στην εικόνα του ατόμου όπως τη γνωρίζουμε σήμερα.
Στο πρότυπο του Rutherford το άτομο αποτελείται από μία πολύ μικρή περιοχή στην οποία είναι συγκεντρωμένο όλο το θετικό φορτίο και σχεδόν όλη η μάζα του ατόμου. Η περιοχή αυτή ονομάζεται πυρήνας. Ο πυρήνας περιβάλλεται από ηλεκτρόνια.
Τα ηλεκτρόνια πρέπει να κινούνται γύρω από τον πυρήνα σε κυκλικές τροχιές, όπως οι πλανήτες γύρω από τον Ήλιο, γιατί, αν ήταν ακίνητα, θα έπεφταν πάνω στον πυρήνα εξαιτίας της ηλεκτρικής έλξης που δέχονται από αυτόν.Ο μεγαλύτερος χώρος του ατόμου είναι κενός.
Το πρότυπο του Rutherford ονομάζεται και πλανητικό μοντέλο του ατόμου, γιατί αποτελεί μικρογραφία του ηλιακού πλανητικού συστήματος. Αποτελεί ένα μεγάλο βήμα, που πλησιάζει στην εικόνα του ατόμου όπως τη γνωρίζουμε σήμερα.
Καθώς τα χημικά στοιχεία τελικά αποτελούνται από τα ίδια υλικά, όπως ήταν και η άποψη των αλχημιστών για ποιο λόγο να μην γίνει πραγματικότητα και το όνειρό τους: η μετατροπή ενός στοιχείου σε άλλο. Πράγματι, το 1919 ο Rutherford βομβάρδισε με σωμάτια α πυρήνα αζώτου Ν μετατρέποντάς το σε οξυγόνο Ο, για να γίνει έτσι ο πρώτος άνθρωπος που πέτυχε το όνειρο των αλχημιστών του μεσαίωνα: τη μεταστοιχείωση. Με μια αλληγορική ματιά o Rutherford ήταν ο πρώτος επιτυχημένος «αλχημιστής».
Το πλανητικό μοντέλο όμως του Rutherford δεν μπορούσε να εξηγήσει πως γίνεται τα ηλεκτρόνια να γυρίζουν γύρω από τον πυρήνα και να μην πέφτουν πάνω του. Σε αυτό έδωσε απάντηση ο επόμενος φυσικός, ο Bohr, προτείνοντας το δικό του μοντέλο που ακολουθεί.