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Rutherfordsches Atommodell

Physik

Basiswissen


Schwerer Kern, leichte Hülle: der Neuseeländer Ernest Rutherford gehörte am Vorabend des 1. Weltkrieges zu einer Reihe von Physikern, die die innere Struktur der neuentdeckten Atome untersuchten. Mit seinem berühmten Goldfolienversuch kam er zu der Erkenntnis, dass Atome einen schweren und elektrisch positiv geladenen Kern haben.

Kernaussagen des rutherfordschen Atommodells



Die Grundlagen: Rutherfords Goldfolienversuch


Grundlage für das Atommodell von Rutherford war sein berühmter Goldfolienversuch: schwere Alphateilchen (positiv geladen) wurde senkrecht auf eine sehr dünne Goldfolie geschossen. Einige der Teilchen durchdrangen die Goldfolie und wurde auf der anderen Seite auf einem Leuchtschirm sichtbar gemacht. Rutherford konnte mathematisch zeigen, dass die Auftreffpunkte der Alphateilchen nicht dadurch erklärt werden konnten, dass die Teilchen auf dem Weg durch die Folie zufällig durch Kollision an elektrisch neutralen Atomen hin und her abgelenkt wurden. Lies mehr zum historischen Versuch im Artikel Rutherfordscher Streuversuch ↗

Das Rutherford-Atom ist kein Mini-Planetensystem


Zeichnungen des Atommodells von Rutherford erinnern oft an Skizzen des Sonnensystems: wie die Planeten die Sonne umkreisen, so umkreisen in dieser Analogie die Elektronen den Atomkern. Doch diese Bild trügt: „Kein Planetensystem, das den Gesetzen der Newtonschen Mechanik folgt, würde jemals nach dem Zusammenstoß mit einem anderen derartigen System in seine Ausgangskonfiguration zurückkehren. Aber ein Kohlenstoffatom zum Beispiel wird ein Kohlenstoffatom bleiben, auch nach dem Zusammenstoß mit andere Atomen oder nachdem es in einer chemischen Bindung mit andere Atomen in Wechselwirkung gestanden hat.“[3, Seite 8]. Diese verblüffende Eigenschaft der Atome bezeichnet man als Stabilität des Atoms. Die Stabilität des Atoms konnte auch Rutherford nicht erklären. Ein Erklärungsversuch ist erklärt im Artikel Bohrsches Atommodell ↗

Rutherfords Fragen an Atommodelle (1909)?



Rutherfords über sein Atommodell (1914)



Historischer Rahmen



Fußnoten