Esperimento di Rutherford

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di daddy8
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L'esperimento di Rutherford del 1911 ha rivoluzionato la comprensione della struttura atomica. Utilizzando particelle alfa, dimostrò che l'atomo è composto da un nucleo centrale positivo, attorno al quale orbitano elettroni, rivelando la forza repulsiva del nucleo.

Concetti Chiave

  • Nel 1911, Rutherford dimostrò che l'atomo è composto da un nucleo centrale con elettroni in orbita attorno ad esso.
  • L'esperimento prevedeva di bombardare una lamina d'oro con particelle alfa, cariche positivamente e molto più massicce degli elettroni.
  • La maggior parte delle particelle alfa attraversò la lamina, ma alcune furono respinte, suggerendo la presenza di un nucleo positivo.
  • Rutherford stimò che il nucleo avesse un raggio di circa 10^-14 metri, mentre il resto dell'atomo si estendeva fino a 10^-10 metri.
  • Le particelle alfa che tornavano indietro si avvicinavano troppo al nucleo e subivano la forza repulsiva, mentre le altre venivano deviate.
L'esperimento di Rutherford

Nel 1911, il fisico neozelandese Rutherford, con l'aiuto di alcuni suoi collaboratori, portò a termine una serie di esperimenti da cui, applicando la legge di Coulomb, concluse che l'atomo è costituito da un nucleo centrale attorno al quale ruotano tutti gli elettroni presenti. L'esperimento consistette nel lanciare contro una finissima lamina d'oro un fascio di particelle con carica positiva ed emesse da una fonte radioattiva. Queste particelle prendono il nome di particelle alfa, ognuna delle quali con una massa equivalente a diecimila volte maggiore rispetto a quella di un normale elettrone, ed una velocità pari ad un decimo di quella della luce. Quasi tutte le particelle raggiungono ed attraversano la lamina e, superato questo limite, vengono intercettate da uno schermo fluorescente.
Qualsiasi scontro delle particelle viene identificato mediante un breve fascio di luce. Il risultato per Rutheford fu sorprendente, soprattutto perché notò che alcuni particelle erano tornate indietro, vale a dire, venivano "respinte" dalla lamina. Da questa osservazione, Rutherford ipotizzò che l'atomo è costituito da un nucleo positivo particolarmente piccolo (il cui raggio è di circa

[math]10^{-14} m [/math]
), situato al centro di una sfera parecchio maggiore (il cui raggio è invece di
[math]10^{-10}[/math]
), dove la carica negativa degli elettroni è all'incirca distribuita regolarmente. Le particelle alfa che tornano indietro sono tutte quelle che si avvicinano tantissimo al nucleo, ma che subiscono la sua forza repulsiva. Tutte le altre vengono invece deviate, anche se leggermente, poiché attraversano l'atomo senza mai avvicinarsi particolarmente al suo nucleo, dove la forza repulsiva è minore.

Domande da interrogazione

  1. Qual è la conclusione principale dell'esperimento di Rutherford riguardo alla struttura dell'atomo?

    2. Rutherford concluse che l'atomo è composto da un nucleo centrale positivo attorno al quale orbitano gli elettroni, dopo aver osservato che alcune particelle alfa venivano respinte dalla lamina d'oro, suggerendo la presenza di un nucleo molto piccolo e denso (circa [math]10^{-14} m[/math]) (testo).

  2. Che tipo di particelle furono utilizzate nell'esperimento di Rutherford e quali erano le loro caratteristiche?

    3. Nell'esperimento furono utilizzate particelle alfa, che hanno una massa diecimila volte maggiore rispetto a un elettrone e una velocità pari a un decimo di quella della luce (testo).

  3. Cosa accade alle particelle alfa quando interagiscono con la lamina d'oro?

    4. La maggior parte delle particelle alfa attraversa la lamina d'oro, ma alcune vengono respinte, indicando che si avvicinano molto al nucleo positivo, mentre altre vengono deviate leggermente (testo).

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