پرسش

به نام خدا
رادر فورد از آزمایش خود با تاباندن ذره آلفا روی ورقه نازك از طلاوقتی دید بیشتر ذره ها منحرف نمی شوند و عبور می كنند؛ فهمید بیشتر فضای اتم خالی است؛امّا چگونه با دیدن اینكه تعدادی از ذره های آلفا(+)به مقدار زیادی منحرف می شوند توانست تمام جرم اتم یا بار مثبت در مركز اتم یا هسته متمركز است؟
به نام خدا
در كتاب شیمی 2 آمده: لوله پرتوی كاتدی با اتصال به منبع با ولتاژ بالا؛ مقدار گاز كمی كه در لوله است شروع به درخشیدن كرده وقتی وقتی پره ای در لوله پرتوی كاتدی قرار گرفته و حركت كرده نتیجه گرفته است كه پرتوی كاتدی از ذره های كوچكتری (اتم ها)تشكیل شده.1- وقتی گاز حتی اگر اندك باشد در ظرفی باشد پخش می شود و هم حجم ظرف می گردد و باغلظت كم چگونه در شكل فقط یك خط (پرتوی كاتدی)نورانی شده مگر نباید همه فضای آن نورانی شود؟
2- مولكول گاز هم میتواند موجب حركت پره شده باشد احتیاجی به وجود اتم نیست؟

پاسخ

با آزمایشاتی كه آقای رادرفورد انجام داد متوجه شد تمام جرم اتم یا بار مثبت در مركز اتم (هسته) متمركز است چرا كه 9/99 درصد ذرات آلفا مستقیما از ورقه طلا رد می‌شد ، بعضی از مسیر مستقیم منحرف می‌شدند و تعداد كمی از ذرات آلفا در جهت معكوس به سوی منبع باز می‌گشتند پس عاملی كه باعث برگشت كامل ذره می‌شود همان بار مثبت است كه در مقایسه با كل اتم باید بسیار كوچك باشد چون اگر بزرگ بود تعداد بیشتری ذره برمی‌گشتند . در زمان حاضر به وسیله دستگاهها و روشهای دقیق مقیاس هسته و اتم را بدست آورده‌اند كه اگر اتمی دارای قطر 6/1 كیلومتر باشد قطر هسته آن حدود یك سانتیمتر است.البته در آن زمان رادرفورد فقط دنبال توجیه نتایج آزمایش بود .پس چون بیشتر حجم یك اتم فضایی خالی است اكثر ذرات بدون انحراف از ورقه عبور می‌كنند. البته همانگونه كه می‌دانید چون بار ذره آلفا مثبت است توسط هسته كه مكان پروتون‌هاست دفع می‌شود از طرف دیگر چون الكترونها سبكند باعث انحراف ذرات سنگین آلفا نشده و تاثیری بر حركت ذرات آلفا ندارند.
در آزمایش جریان كاتدی هم باریكه درخشان فقط در یك راستاست . بدین علت تمام لوله درخشان نمی‌شود و الكترونها از كاتد به سمت آند در مسیر مستقیم حركت می‌كنند در نتیجه تنها به مولكول‌های گازی كه در مسیرشان قرار گرفته‌اند ، اصابت می كنند در اثر این عمل مولكول‌های گازی به اصطلاح برانگیخته می‌شوند یعنی یك الكترون آنها از سطح انرژی پایدارشان به سطح بالاتر می‌رود و سپس بر می‌گردد در اثر برگشت انرژی بصورت یك پرتو نور آزاد می‌شود ( چرا كه الكترون از حالت ناپایدار كه حالتی پر انرژی است به حالت پایدار كه حالتی كم انرژی است می‌رسند ) كه ما آن را می‌بینیم (مانند لامپ‌های مهتابی ) . پره‌ها هم در اثر انرژی زیاد همین الكترونها می‌چرخند چون مولكول‌های گاز كه به خودی خود انرژی ندارند مگر اینكه الكترونها به آنها انرژی بدهند جهت حركت پره‌ها هم كه از كاتد به سوی آند است این مساله را تایید می‌كند .