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L'ATOMO DI RUTHERFORD

chimica



L'ATOMO DI RUTHERFORD


Abbiamo visto un filmato che spiega il percorso utilizzato da Rutherford per arrivare a delinerare il suo modello atomico. Il relatore parte mostrando le particelle alfa in una camera a nebbia: sono visibili come tracce biancastre di carica positiva dovute alla ionizzazione. Rutherford ne misura la massa che equivale 636g62g a quella di un atomo di He privato degli elettroni e la velocità con la quale attraversano gli oggetti. Cerca quindi di misurarne la lunghezza: un contenitore è diviso da fili metallici e le più lunghe particelle alfa raggiungono 4 divisioni. Ponendo una sottile lamina d'oro (formata da qualche migliaio di atomi) come barriera l'energia viene ridotta - le particelle più lunghe arrivano fino a 3 divisioni- e vengono deviate di circa un grado. Geiger, collaboratore di Rutherford, esamina la percentuale di particelle alfa deviate verso i vari angoli negli esperimenti e confronta il grafico ottenuto dagli esperimenti senza l'uso di una barriera ( le particelle sono deviate di un grado) e con l'uso di una lamina d'oro (le particelle sono deviate di 5 gradi). Un altro collaboratore di Rutherford, Marsen; per esaminare meglio le percentuali utilizza un rivelatore che si sposta su un angolo di 70 gradi che trasmetto un impulso ogni volta che giunge una particella. Quando si mette la barriera d'oro una particella su 8000 viene devviata più di 90 gradi.



Per spiegare il comportamento delle particelle prende delle sferette calde che lasciano al loro passaggio un segno sul foglio: le sferette attraversano un panno e alcune, quelle che incrociano le parti solide della barriera,  vengono deviate di grandi angoli. Ciò fa dedurre che il foglio d'oro non presenta una struttura omogenea e che la massa è concentrata in una zona molto piccola. Si ipotizza che le reazioni siano di tipo elettrostatico. Analizza quindi i vari tipi di urto e confronta le varie curve ottenute:

nell'urto tra sfere rigide senza carica si ha una deviazione solo se si ha un contatto fisico tra i corpi e la curva dipende dalla distanza dei corpi;

nell'urto tra magneti la curva dipende dal cubo della distanza tra i corpi;

nell'urto tra cariche (esaminato con l'uso della sfera di Vandegraf e di una sfera metallica su un piedistallo su un disco di ghiaccio secco) la curva detta di Pulomb dipende dal quadrato della distanza tra i corpi;

La curva ottenuta da Rutherford combacia perfettamente con quella pulombiana dell'urto alettrostatico:

Nel  Febbraio del 1911 Rutherford pubblica le sue tesi atomiche secondo le quali l'atomo non è uniforme ma è organizzato come un piccolo sistema solare nel quale la massa positiva si concentra in una piccola zona centrale e gli elettroni, di carica negativa, girano intorno come pianeti neutralizzando la carica positiva del nucleo. La maggior parte dell'atomo è qiundi formata da vuoto, ma vi è un particolare campo energetico per il quale la materia non collassa.






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