في البداية إنَّ الهدف من تجربة العالم إرنست رذرفورد هو معرفة بنية الذرة، وإثبات أنَّ الذرة لديها مركز يسمى نواة، وهي تُعتبر الأساس الذي يبنى عليه الذرة نسبة إلى ثقل وزنها وصغر حجمها، وتم استخدام أشعة ألفا الموجبة بدلًا من أشعة تمتلك شحنات سالبة مثل أشعة بيتا في هذه التجربة نظرًا لعدة أسباب، منها:
1. إنَّ أشعة ألفا لها سرعة عالية وقوة اختراق منخفضة مقارنة بأشعة بيتا، وهذا ما يجعلها أقل تأثرًا بالإلكترونات، مما يعطي نتائج أكثر وضوحًا ودقة.
2. كتلة أشعة ألفا كبيرة وقريبة من كتلة النواة مقارنةً بكتلة أشعة بيتا السالبة التي تتكون من إلكترونات، إذ إنَّ الإلكترونات كتلتها قليلة جدًّا بالنسبة للنواة، وهذا ما جعل أشعة ألفا أقل انحرافًا في اتجاهها من خلال مرورها بالإلكترونات الذرية، وبالتالي تنحرف أشعة ألفا نتيجة لتأثرها بالنواة فقط، إذ إنَّ كتلة جسيمات أشعة ألفا تساوي آلاف الأضعاف من كتلة الإلكترونات.
3. احتياج العالم رذرفورد إلى أشعة موجبة الشحنة لتتنافر مع الشحنة الموجبة الموجودة في النواة، مما أوقع اختياره على أشعة ألفا؛ لأنَّ أشعة بيتا تمتلك شحنة سالبة وأشعة جاما تحتوي على فوتونات عديمة الشحنة، فلوحظ في بعض الحالات أنَّ أشعة ألفا رغم عددها القليل تتنافر وتتناثر بحدَّة، مما أثبت وجود نواة موجبة الشحنة صغيرة الحجم مقارنة بحجم الذرة.
فنستنتج أنَّ استخدام أشعة سالبة الشحنة مثل أشعة بيتا بدلاً من أشعة ألفا الموجبة تكون لها القدرة على اختراق الصفيحة الذهبية، إلا أنَّ ما ينتج أنَّ الإلكترونات سوف تبتعد عند اقترابها من الإلكترونات الذرية التي تدور حول مدار النواة بسرعة عالية، مما يُعيق معرفة مكان وجود مركز ثقل الذرة النواة، وستكون النواة في هذه الحالة مجهولة الموقع.
إضافة إلى ذلك، عند استخدام أشعة سالبة الشحنة فإنَّ الأشعة سوف تنحرف وتُغير من اتجاهها عن طريق جميع الإلكترونات الموجودة في صفيحة الذهب، إضافة إلى انحرافها بفعل النواة، مما سوف يُصعب عملية تحديد عناصر الذرة ومراقبة سلوك وانحراف الأشعة؛ لأنَّ اتجاهها هو نتيجة محصلة قوى تنافر وتجاذب خلال مرورها في الصفيحة الذهبية.
64 مشاهدة
4665 مشاهدة
62 مشاهدة
336 مشاهدة
