Modello di Thomson e esperimento di Rutherford

Modello di Thomson e esperimento di Rutherford

La crisi della fisica classica

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Indice

MODELLO DI THOMSON

Descrizione del modello

Confutazione

Nuovi modelli atomici

ESPERIMENTO DI RUTHERFORD

Contesto

L'esperimento

Previsioni e Risultato

Il modello planetario

01

Il modello di Thomson

Modello a panettone

La scoperta dell'elettrone pose il problema della definizione di un nuovo modello di atomo. Per questo motivo Thomson propose per l'atomo un modello continuo: L'atomo era visto come una nube di carica positiva, e gli elettroni erano disposti al suo interno in modo quasi casuale come l'uvetta nel panettone italiano.

Descrizione del modello

Confutazione del modello

Thomson ebbe anche l'idea di spiegare, invece, gli spettri di emissione con la transizione di elettroni tra diversi livelli orbitali. Ipotizzò, infatti, che per effetto delle interazioni repulsive tra i diversi elettroni, essi organizzassero le loro traiettorie in gusci concentrici ed ordinati, un elettrone per guscio, in modo che non si scontrassero mai. La teoria riuscì (praticamente per caso) a spiegare alcuni spettri atomici, ma fallì con tutti gli altri.

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Nuovi modelli atomici

01

02

03

MODELLO PLANETARIO il quale dimostrò che la carica positiva era concentrata in un nucleo molto piccolo al centro dell'atomo

MODELLO SATURNIANO di Hantarō Nagaoka, nato per venir meno all'inspiegabilità della radioattività con la sola forza elettromagnetica e gravitazionale.

MODELLO DI BOHR in cui gli elettroni sono legati all'atomo con una forza newtoniana e non con una forza elastica

02

Esperimento di Rutherford

Modello atomico planetario

Contesto

Il fisico neozelandese Ernest Rutherford (1871-1937) porto a termine nel 1911, con i suoi collaboratori Hans Geiger ed Ernest Marsden, una celebre serie di esperimenti in cui sottopose a controllo il modello atomico di Thomson. Per interpretare i risultati Rutherford fece l'ipotesi che la legge di Coulomb, allora verificata quando le cariche elettriche erano a qualche centimetro l'una dall'altra, fosse valida anche a distanze atomiche e subatomiche.

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L'esperimento

L'esperimento

esemplificato su scala umana

Supponiamo che due bersagli di forma diversa siano nascosti alla vista perchè rinchiusi in scatole di carta velina: è possibile ricostruire la forma dell'oggetto senza vederlo lanciando contro le scatole un gran numero di palline di gomma.

Se la scatola contiene un cubo, molte palline tornano indietro dritte

Se la scatola contiene un tetraedro, le palline rimbalzano verso l'alto

La previsione

Il modello atomico di Thomson prevedeva che, passando attraverso la lamiona d'oro, le particelle alfa dovessero avere angoli di diffusione piccoli.

Il risultato

Rutherford fu molto sorpreso di scoprire, invece, che alcune particelle alfa (circa una su 8000) tornavano addirittura indietro, riflesse dalla lamina.Per spiegare questo risultato Rutherford propose il modello atomico planetario.

Il modello atomico planetario

Rutherford propugnò l'idea che l'atomo fosse una specie di piccolo sistema planetario, dove gli elettroni si comportano come satelliti che ruotano velocemente intorno al nucleo, che se ne resta tranquillo e pesante al centro: ovvero, il cosiddetto modello planetario dell'atomo.

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Radioactivity Alpha particles Gold foil Atomic nucleus Atomic model Positive charge Electrons Dispersion

Keywords

Rutherford, thanks to his experiment, proved that most of the mass and positive charge of an atom are concentrated in the nucleus in the center, while the electrons orbit around it.