Physik für Jedermann – Teil 2: Streuexperiment von Rutherford

Nachdem ich im ersten Artikel der Serie “Physik für Jedermann” unter anderem kurz das Rutherford’sche Atommodell vorgestellt habe, möchte ich heute ihnen darüber mehr erzählen. Wie kam Rutherford auf das Atommodell? Was für einen Versuch hat er gemacht?

Seine Mitarbeiter (Geiger und Marsden) beschossen eine sehr dünne Glodfolie, die nur aus wenigen Atomschichten bestand mit Alphateilchen. Dabei machten sie eine interessante Beobachtung.

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Die allermeisten Alphateilchen flogen geradlinig, ohne irgendwelche Ablenkung durch die Goldfolie. Nur ganz wenige wurden abgelengt (in der Größenordnung 1:8000).

Weitere Beobachtungen die sie machten waren:

- große Streuwinkel kamen sehr selten vor
- Vereinzelte Alphateilchen wurden sogar zurückgestreut
- Es gab sogar Streuwinkel, wenn auch extrem selten, die größer als 90° waren

Diese Beobachtungen hat dann Rutherford wie folgt interpretiert.

Durch die Alphastreuung an der Goldfolie, vermutete er, dass sich im Inneren des Atoms ein sehr kleines Massenzentrum (elektrisch geladen) befindet. Dieses Massenzentrum nannte er den Atomkern.

Doch um den Atomkern herum muss ein größerer Freiraum bestehen, denn es sind bekanntlich die meisten Alphateilchen geradeaus durchgefolgen.

In diesem Freiraum kreisen die Elektronen um den Kern, die die positive Ladung abschirmen, sodass das Atom nach außen hin neutral ist. So war zumindest seine Vorstellung.

Dies führte letztendlich zu dem heute bekannten Rutherfordschen Atommodell.