تجربة رذرفورد

تجربة رذرفورد أو تجربه رقاقة الذهب أو تجربة جيجر ومارسيديان (نسبة لمن قام بها تحت إشراف رذرفورد عام 1909 م)

هي تجربة تعتمد على تسليط أشعة من جسيمات ألفا على رقاقة ذهب،

فوجد أن بعض الأشعة تنعكس، والبعض ينحرف، ومعظمها ينكسر،

ويدل ذلك على وجود بعض مساحات فارغة في الذرة،

وأيضًا وجود جسيمات لها نفس شحنة الأشعة،

وهناك جسيمات لها شحنة مختلفة عن شحنة الأشعة.

التجربة أجراها العالمان جيجر وماريسدن بناء على اقتراح رذرفوردالجهاز المستخدم يتكون من:-

1- لوح معدنى مغطى بكبريتيد الخارصين (كبريتيد الخارصين يعطى وميضاً عند سقوط جسيمات ألفا عليه).

2- مصدر لجسيمات ألفا.

3- شريحة رقيقة من الذهب.

خطوات التجربة

(1) سمح لجسيمات ألفا أن تصطدم باللوح المعدنى المبطن بطبقة كبريتيد الخارصين.

(يعطي وميضاً عند مكان اصطدام جسيمات ألفا) في عدم وجود صفيحة الذهب

(2) تم تحديد مكان وعدد جسيمات ألفا المصطدمة باللوح من الومضات.

(3) تم وضع صفيحة رقيقة جداً من الذهب (10 –4 : 10 –5 سم) لتعترض مسار جسيمات ألفا قبل اصطدامها باللوح.

وخرج رذرفورد من مشاهداته بالاستنتاجات التالية :

المشاهدة	الاستنتاج
1- معظم جسيمات ألفا ظهر أثرها في نفس المكان الأول الذي ظهرت فيه قبل وضع صفيحة الذهب .	1- معظم الذرة فراغ وليست كرة مصمتة كما صورها كل من دالتون وطومسون .
2- نسبة قليلة جداً من جسيمات ألفا لم تنفذ من غلالة الذهب و(ارتدت) في عكس مسارها وظهرت بعض ومضات على الجانب الأخر من اللوح .	2- يوجد بالذرة جزء كثافته كبيرة ويشغل حيزاً صغيراً جداً أطلق عليه نواة الذرة .
3- ظهرت بعض الومضات على جانبي الموضع الأول (انحرفت).	3- لا بد أن تكون شحنة الجزء الكثيف في الذرة والذي تتركز فيعه معظم كتلتها مشابهه لشحنة جسيمات ألفا الموجبة لذا تنافرت معه .

من التجربة السابقة وتجارب أخرى لغيره من العلماء تمكن رذرفورد من وضع النموذج التالي :

الذرة :

1- رغم صغر الذرة المتناهي فهي معقدة التركيب تشبه في تكوينها المجموعة الشمسية

لأنها تتركب من نواة مركزية (مثل الشمس) تدور حولها الإلكترونات (مثل الكواكب).

2- الذرة ليست مصمتة لوجود مسافات شاسعة بين النواة والمدارات الإلكترونية .

النواة :

اصغر بكثير من الذرة

تتركز فيها معظم كتلة الذرة .

اتتركز فيها الشحنة الموجبة وذلك لوجود البروتونات الموجبة والنيترونات المتعادلة .

الإلكترونات :

أ - كتلتها ضئيلة جداً إذا ما قورنت بكتلة النواة .

ب- الذرة متعادلة كهربياً لأن عدد البروتونات الموجبة الموجودة داخل النواة تساوي

عدد الإلكترونات السالبة التي تدور حول النواة .

جـ - تدور الإلكترونات حول النواة بسرعة كبيرة في مدارات خاصة رغم قوى الجذب المتبادلة بينها وبين النواة

لأن هناك قوتين متساويتان في المقدار ومضادتين في الاتجاه هما قوة الجذب المركزي وقوة الطرد المركزي .

العدد الذري : " هو عدد البروتونات الموجبة الموجودة داخل النواة أو عدد الإلكترونات السالبة التي تدور حول النواة "

الاعتراض على النموذج الذري لـ (رذرفورد)

تعارض تصور (رذرفورد) للتركيب الذري مع نظرية (ماكسويل)
التي تنطبق على الأجسام الكبيرة نسبياً والقائمة على قوانين ميكانيكا (نيوتن)
والتي تنص على :

"إذا تحرك جسم مشحون بشحنة كهربية في مدار دائري فإنه يفقد جزء من طاقته
تدريجياً بانبعاث إشعاعات مما ينتج عنه صغر نصف قطر مدار الجسيم المتحرك
تدريجياً تبعاً لنقص طاقته" ,

وبتطبيق هذه النظرية على حركة الإلكترون في ذرة
رذرفورد نتوقع أن تكون الإلكترونات في حالة إشعاع مستمر , وعلى ذلك يجب
أن يقل نصف قطر المدار تدريجياً وبذلك يتخذ الإلكترون مساراً حلزونياً إلى أن يسقط في
النواة وينتهي النظام الذري وهو ما لا يحدث في الطبيعة .