Atommodelle: Rutherfordsches Atommodell

Nachdem Rutherford, Hans Geiger und Ernest Marsden einen Streuversuch mit Alphastrahlen an einer Goldfolie durchgeführt haben, konnten sie aufgrund der Ergebnisse ein Modell über den Aufbau von Atomen entwickeln. Demnach besteht ein Atom aus einem (positiven) Kern und einer (negativen) Hülle. Der Kernradius ist um mehrere Größenordnungen kleiner als der Hüllenradius. Bedingt durch die Art des Experimentes konnte keine Aussage darüber gemacht werden, wie sich die positiven Ladungen im Kern und wie sich die negativen Ladungen in der Hülle verteilen und warum diese überhaupt voneinander getrennt sind und getrennt stabil bleiben. Auch wurde mit dem Modell nicht die Emission und Absorption von Licht erklärt, von der bereits bekannt war, daß diese nicht beliebig erfolgen kann, sondern in Energiequanten, deren Größen vom jeweiligen Atom abhängen.

Dieses Atommodell wurde vom Bohrschen Atommodell verbessert, welches die Quantisierung der Emission und Absorption durch bestimmte erlaubte Bahnen für die Elektronen deutet.

Versuchsaufbau

Oben im Bild zu sehen ist das Atommodell, das vor den Versuchen Rutherfords galt, unten das, das Rutherford entwickelte und das die Beobachtungen des Versuches erklären konnte

Bei dem Versuch wurde Alphastrahlung (besteht aus Heliumatomkernen --> Teilchenstrahlung) auf eine dünne Goldfolie geschossen. Als Quelle für die Alphastrahlung diente Radium. Der größte Teil der Alphastrahlen durchdrang die Goldfolie ungehindert, wie man es dem zuvor gültigen Atommodell gemäß zu erwarten hatte. Allerdings wurde beobachtet, dass einige Strahlen stark abgelenkt und manche sogar zurückgeworfen wurden (ca. jedes 8000 Teilchen). Daraus schloss Rutherford, dass diese Alphastrahlen auf ein massives Zentrum im inneren der Atome gestoßen waren, den Atomkern, wie er das Zentrum nannte. Da man wusste, dass die Alphastrahlung positiv geladen war, folgerte Rutherford, dass die Ablenkungen der Strahlung auf die positive Ladung des Kerns zurückzuführen sei. Nach dem Experiment sagte er selbst: „... es war beinahe so unglaublich, als wenn man mit einer 15-Zoll-Granate auf ein Stück Seidenpapier schießt und die Granate zurückkommt und einen selber trifft.“