¿Cómo mostró Rutherford que el ‘modelo de pudín de ciruela’ era incorrecto?

Answer 1

En el modelo de pudín de ciruela, el átomo se modeló como una esfera de carga positiva con electrones distribuidos uniformemente dentro de la esfera. Los resultados del experimento Geiger-Marsden se realizaron (bajo la dirección de Rutherford) no fueron consistentes con las predicciones del modelo de pudín de ciruelas, lo que demuestra que no fue correcto.

En el famoso experimento, se dirigió un haz de partículas alfa a una lámina de oro, y luego se midió la intensidad de las partículas alfa dispersas en diferentes ángulos. El experimento detectó una dispersión muy significativa en grandes ángulos.

El modelo de pudín de ciruela, por otro lado, predijo solo una ligera desviación del haz de partículas alfa dispersas. No hay gran ángulo de retrodispersión. Estos resultados demostraron que el modelo de pudín de ciruela era incorrecto.

El gran ángulo de retrodispersión sugirió a Rutherford que el átomo en realidad tenía un pequeño núcleo con carga positiva. Rutherford modeló la interacción de las partículas alfa con el núcleo de los átomos de oro que implicaba solo la repulsión de sus cargas eléctricas. La fórmula que Rutherford derivó de este modelo coincidió con los datos experimentales, confirmando así su modelo.

Una buena discusión histórica está aquí: Dispersión de Rutherford

Answer 2

El modelo de pudín de ciruelas teorizó que la materia (cualquiera que sea el átomo) estaba distribuida uniformemente en el átomo.

Durante el experimento de dispersión alfa de rutherford, quedó claro que la cantidad de partículas alfa dispersadas por la lámina de oro definitivamente no era uniforme alrededor de la lámina.

1. Es decir, la mayoría de las partículas alfa fueron rectas y demostraron que gran parte (~ 99.9%) del espacio de Atom está vacío.

2. Había una materia densa pesada que repelía la partícula alfa de 1 en 12000 por ángulos superiores a 120 grados.

Answer 3

Disparó partículas alfa (núcleos de helio) a una lámina de oro y luego detectó dónde se fueron.

Si fueran más o menos rectos con una ligera desviación de 10 grados o 15 grados, y con menos energía de la que habían empezado, sería como disparar una bala a través de algo más o menos sólido, como una pieza gruesa de lata, o Alguna estructura metálica, pero relativamente homogénea.

Pero eso no sucedió. En su lugar, la mayoría, el 99% o más, de las partículas alfa brillaban directamente a través de la lámina sin tocar. ¿Cómo podría ser esto?

Rutherford tuvo una intuición y decidió mirar a las partículas alfa en un ángulo de desviación muy alto, incluido el rebote de la lámina hacia la fuente. Y para sorpresa de todos, encontraron exactamente eso. Unas pocas partículas rebotaban en algo muy sólido, algo parecido a la lámina que estaba rodeada por mucho espacio.

Esta es la evidencia que Rutherford necesitaba para construir su modelo del átomo como un sólido y masivo núcleo rodeado por una nube relativamente muy grande de electrones casi sin masa.

De hecho, el átomo de oro, la nube de electrones y todo, tiene aproximadamente 10,000 veces el diámetro del núcleo de oro. Y prácticamente toda la masa está en el núcleo, con el núcleo de oro que tiene un poco menos de 100 veces la masa de la partícula alfa.

Así que no es de extrañar que la mayor parte del tiempo la ‘bala’ de partículas alfa pasara limpiamente a través de la lámina, con una posibilidad muy pequeña de encontrar un núcleo de oro. Pero cuando golpeó a uno, fue como golpear una bola de billar con un tiro de canica o un tiro de honda. El billar no se movió mucho pero el mármol rebotó.