¿Cómo se descubrió el núcleo atómico?
Las investigaciones sobre la radiactividad realizadas por Becquerel, los Curie y otros científicos han revelado la ley de desintegración espontánea de las sustancias radiactivas naturales, pero esto es sólo el comienzo. La persona que realmente completó por primera vez la reacción entre los núcleos y fue pionera en la química nuclear fue Rutherford.
Rutherford fue un físico y químico británico que nació en Nueva Zelanda en 1871. Obtuvo una maestría en matemáticas y física en el Canterbury College de Nueva Zelanda en 1893. En 1895, recibió una beca para ampliar sus estudios en Inglaterra y se convirtió en el primer estudiante de posgrado en el Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge. El laboratorio era en aquel momento el laboratorio de física de primera clase del mundo, y su director era el famoso experto en física J. J． Profesor Thomson. La noticia de que Becquerel descubrió que los átomos eran radiactivos pronto se extendió a Gran Bretaña. Thomson estaba extremadamente emocionado. Inmediatamente tomó medidas y ordenó a Rutherford que averiguara qué salía de los átomos radiactivos.
Después de aceptar la tarea, Rutherford inmediatamente comenzó el experimento. Colocó sal de radio en un tanque de plomo y utilizó un fuerte campo magnético para actuar sobre los rayos emitidos por el radio. Encontró que había dos tipos diferentes de rayos emitidos por el radio, uno era extremadamente fácil de absorber, al que llamó rayos alfa; Este tipo tiene un fuerte poder de penetración y puede atravesar el vidrio. Los llamó rayos beta. También existe un tipo de rayo que no se ve afectado por los campos magnéticos y es un poco como la luz ordinaria, pero su poder de penetración es asombroso y puede penetrar los músculos, incluso las placas de plomo y hierro. Este tipo de rayo se llama rayo gamma. Después de un arduo trabajo, Rutherford y otros finalmente descubrieron que hay al menos tres tipos de rayos emitidos por átomos de elementos radiactivos, a saber: rayos alfa, rayos beta y rayos gamma. Los rayos alfa tienen carga positiva; los rayos beta tienen carga negativa y los electrones se mueven rápidamente; los rayos gamma son neutros y no tienen carga.
En 1911, Rutherford descubrió el núcleo atómico basándose en el experimento de dispersión de partículas alfa a través de una lámina de oro. Las partículas alfa son partículas con dos unidades de carga positiva y una masa determinada. Si se dispara a una velocidad muy alta, sólo tendrá posibilidad de desviarse cuando encuentre un obstáculo cargado positivamente con una gran masa concentrada en un pequeño volumen a lo largo del camino. Rutherford creía que este obstáculo cargado positivamente era el núcleo. Sólo las partículas que están cerca del núcleo se dispersan y las que están muy cerca del núcleo rebotan. El experimento de dispersión de partículas alfa muestra que el átomo en sí no es una bola sólida. La mayoría de las partículas pueden atravesar la lámina de oro sin dispersarse, lo que es suficiente para demostrar que hay grandes espacios dentro del átomo. Por lo tanto, en 1911, Rutherford propuso formalmente el modelo planetario del átomo: en el centro del átomo hay un núcleo cargado positivamente, su masa es casi igual a la masa total del átomo y los electrones lo orbitan en diferentes órbitas. al igual que los planetas que orbitan alrededor del sol... La propuesta de este modelo es de gran importancia para comprender la estructura de los átomos. Abrió la misteriosa puerta de los átomos por primera vez en la historia de la ciencia.