تعد تجارب رذرفورد من المعالم الرئيسية في تاريخ الفيزياء النووية، حيث أثبتت قدرة معظم جسيمات ألفا على النفاذ من خلال صفيحة رقيقة من الذهب، مما يشير إلى أن الشحنة الكهربائية لمعظم الذرة متوازنة. هذا الأمر يعتبر صحيحًا أو خاطئًا، ويعود الفضل في ذلك إلى إرنست رذرفورد، العالم الفيزيائي البريطاني المعروف بلقب “أبو الفيزياء النووية”. ساهم رذرفورد إلى جانب زملائه هانز جايجر وإرنست مارسدن في إجراء مجموعة من التجارب الرائدة التي أعادت تشكيل المفهوم التقليدي للذرة. في سطور هذا المقال، نستعرض نتائج هذه التجارب ونوضح طبيعة الذرة وفقًا لما أثبتته.
تجارب رذرفورد وتفسير النفاذية لجسيمات ألفا عبر الذهب
قام نموذج رذرفورد بإحداث تغييرات هائلة في فهمنا لطبيعة الذرة. ومع ذلك، لم يكن قادراً على تفسير كيفية وجود الإلكترونات في حيز كبير حول النواة. بعد مضي بضع سنوات، تم التعرف على خصائص العناصر الكيميائية التي ساعدت في تفسير هذه الظاهرة. أظهرت نتائج تجربة رذرفورد كيفية التأثير الذي يتركه قصف رقائق الذهب بجزيئات ألفا، حيث لوحظ أن بعضها ينحرف، مما أدى إلى إدراك أن النموذج النووي للذرة يتكون من نواة صغيرة وكثيفة ذات شحنة موجبة محاطة بسحابة من الإلكترونات. بناءً على ذلك، يمكننا استنتاج أن الجواب الصحيح للسؤال المطروح هو
- عبارة خاطئة.
لأنه تم العثور على أن نسبة صغيرة من جسيمات ألفا هي التي تنحرف بزوايا كبيرة بينما الغالبية العظمى تمر دون تغيير.
تفاصيل تجربة رذرفورد
في إطار التجارب، قام رذرفورد وزملاؤه بقصف صفائح ذهبية رقيقة بجزيئات ألفا السريعة. تعتبر جسيمات ألفا نوعًا من الجسيمات المشعة الطبيعية، حيث تحمل شحنة كهربائية موجبة وكتلتها تساوي تقريبًا أربعة أضعاف كتلة ذرة الهيدروجين. قام رذرفورد بتوجيه مصدر مشع ينبعث منه جسيمات ألفا نحو ورقة الذهب الرقيقة، وقد أُحطِرَت الأجهزة بكاشفات لإظهار الجسيمات المنحرفة. كانت النتائج تشير إلى ضرورة مرور جسيمات ألفا عبر رقائق الذهب، مع وجود احتمال ضئيل أو انعدام الانحراف. وقد أظهر الفيزيائي أن نسبة صغيرة من هذه الجسيمات تنحرف بزوايا كبيرة، مما يعزز فكرة وجود نواة صغيرة وكثيفة وموجبة الشحنة في مركز الذرة.
من خلال المعلومات المقدمة، نكون قد انتهينا من مقالنا الذي حمل العنوان “أظهرت تجارب رذرفورد نفاذ معظم جسيمات ألفا من خلال صفيحة رقيقة من الذهب؛ لأن معظم الذرة متعادلة الشحنة”. وقد أظهرنا من خلال ذلك صحة العبارة من عدمها، وقدمنا تفاصيل توضيحية حول تجربة رذرفورد.