Rutherford Alfa Saçılma Deneyi
1911 yılında Ernest Rutherford ve ekibi tarafından gerçekleştirilen bu deney, atomun yapısı hakkındaki düşüncelerimizi kökten değiştirmiş ve modern atom modelinin temelini atmıştır.
Deneyin Amacı
O dönemde kabul gören "üzümlü kek" modeli olarak da bilinen Thomson atom modelini test etmekti. Bu modele göre atom, pozitif yüklü bir küre içine gömülü negatif yüklü elektronlardan oluşuyordu.
Deneyin Düzeneği
Deneyde aşağıdaki malzemeler kullanıldı:
- Radyoaktif bir kaynak: Yüksek hızlı alfa parçacıkları (\( \alpha \)) yaymak için kullanıldı. Alfa parçacıkları pozitif yüklüdür (helyum çekirdeği, 2 proton + 2 nötron).
- Çok ince bir altın levha: Alfa parçacıklarının geçebileceği kadar ince (yaklaşık 1000 atom kalınlığında).
- Çinko sülfürlü bir ekran (floresan ekran): Üzerine düşen alfa parçacıklarını tespit etmek için.
- Bir mikroskop: Ekranda oluşan ışıltıları (saçılmaları) gözlemlemek için.
Deneyin Beklenen Sonucu
Eğer Thomson'ın modeli doğru olsaydı, pozitif yük atomun her yerine dağılmış olacaktı. Bu dağılmış pozitif yük, gelen alfa parçacığının yükünü etkili bir şekilde nötralize edemeyeceği için, alfa parçacıklarının çok büyük bir kısmı çok az sapma ile ya da hiç sapmadan altın levhadan geçecekti.
Deneyin Gerçek Sonucu ve Gözlemler
Rutherford'un gözlemleri beklentilerle tamamen çelişiyordu:
- Çoğu alfa parçacığı (> %99'u) hiç sapmadan veya çok küçük açılarla saparak levhadan geçti.
- Çok az bir kısmı büyük açılarla saptı.
- Çok çok az bir kısmı (yaklaşık 20.000'de 1) ise 180°'ye yakın açılarla geri sekti.
Rutherford bu şaşırtıcı sonucu şu ünlü sözleriyle ifade etmiştir: "Bu, bir mendile 15 inç'lik bir top mermisi ateşleyip, merminin size geri dönmesi kadar inanılmaz bir şey."
Deneyden Çıkarılan Sonuçlar
- Atomun büyük bir kısmı boşluktur. Bu yüzden alfa parçacıklarının çoğu engellenmeden geçebilmiştir.
- Atomun pozitif yükü ve kütlesinin büyük bir kısmı, atomun merkezinde çok küçük ve yoğun bir bölgede toplanmıştır. Rutherford bu merkeze "çekirdek" adını vermiştir.
- Pozitif yüklü alfa parçacıklarının geri sekmesi, ancak çekirdeğin de pozitif yüklü ve çok yoğun olmasıyla açıklanabilir.
- Elektronlar, bu pozitif çekirdeğin etrafında dolanır.
Deneyin Önemi
Rutherford'un bu deneyi, Thomson'ın üzümlü kek modelini çürütmüş ve Güneş Sistemi'ne benzeyen "Çekirdekli Atom Modeli"ni (veya Gezegenler Modeli'ni) önermiştir. Bu model, daha sonra Niels Bohr tarafından geliştirilerek modern atom kuantum teorisine giden yolu açmıştır.
