Wiederholung Physik: Rutherford'scher Streuversuch
Also ich habe mal in meinen Unterlagen geblättert und bin auf ein paar unbeantwortete Fragen gestoßen...1. wieso muss die Metallgeldes sehr dünn sein?- meine Vermutung ist, dass die ankommenden Teilchen zu oft mit schwereren Teilchen zusammentreffen und dann die meisten um 180 grad abgelenkt werden. 2. wieso sind alpha Teilchen besser geeignet als Elektronen? - ich denke weil sie einfach leichter sind...aber ist eher geraten..3. wieso sollte man den Versuch nicht in Gasen der Elemente h, he, li, n oder o durchführen ? -
Sind meine Vermutungen richtig oder wie lässt sich die Frage sonst beantworten?:)
5 Antworten
- Was ist "die Metallgeldes"? Bei Streuung an einer Metallfolie muss diese hauchdünn sein, sonst kommen keine α-Teilchen hindurch. Die können nicht mal ein Blatt Papier durchdringen.
- ß-Teilchen, also Elektronen werden vom Metall eingefangen (Leitungselektronen). α-Teilchen (Helium-Kerne) sind etwa 8000 mal schwerer als Elektronen.
- Die Buchstaben für die chemischen Elemente werden groß geschrieben: H, He usw. Rutherford untersuchte den Stoß der Teilchen auf ein FESTES Hindernis/Atomkern. Dazu muss dieser wesentlich schwerer sein, als das Teilchen, sonst wird er, wie beim Billard einfach weggekickt, vor allem bei Gasen, wo die Atome frei herumfliegen. Die Elemente, die Du aufzählst sind (bis auf das Lithium) Gase und haben kleine Massen.
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Weil man ein Streuexperiment durchführen möchte. Man möchte ja herausfinden, was passiert, wenn das Alpha-Teilchen am Atom gestreut wird. Schieße ich mit einem Alpha-Teilcehn auf eine mehrere cm-dicke Platte aus Gold, dann wird entsprechend auch weniger durchgelassen und kommt auf dem Schirm hinten an.
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Naja, ein Atom ist elektrisch neutral geladen insgesamt. Die Orbital-Elektronen haben eine negative Ladung, d.h., würde man mit Elektronen auf die Gold-folie schießen, so würde die Coulmbwechselwirkung lediglich repulsiv wirken, nicht aber attraktiv. Insofern würde man Streurpozesse von Elektronen an Elektronen untersuchen. Alpha-Teilchen sind i.A. auch leichter zu detektieren und können (technisch realisiebare) Goldfolien (zu der damaligen Zeit) auch noch durchdringen, da sie eine größere Masse haben.
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Was passiert denn, wenn man He-Kerne auf Wasserstoff, bzw., He, Li, N, O schießt? Es findet eine chemische Reaktion statt. Gerade Reaktionsprozesse von He-H, He-He sind recht naheliegend, so das Teilchen entstehen können, die man eben noch nicht kennt, bzw., die das Ergebnis im Endeffekt verfälschen.
VG, dongodongo.
- "Sehr dünn" ist in atomaren Dimensionen nach Stand damaliger Technik eher als sehr dick zu betrachten. Um die Durchlässigkeit einer Barriere zu beurteilen, muss sie natürlich durchlässig sein. 2. Es geht um die Ladung. Neutronen sind ungeladen.
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Wie jobul sagte: Es müssen schon Teilchen hinten herauskommen, damit beim dem Experiment etwas herauskommt.
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Man will etwas über die Atomkerne herausfinden. Elektronen würden gar nicht bis in die Nähe des Kerns durchdringen. Die Alphateilchen sind schwer genug, die Elektronenschalen zu durchschlagen. Da sie positiv geladen sind wie der Kern, prallen sie von ihm ab, und aus der Häufigkeit der verschiedenen Abprallwinkel kann man auf die Größe des Kerns schließen.
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In der Luft kommen Alphastrahlen nicht weit, weil sie durch Zusammenstöße mit den Kernen der Gasatome gestreut und gebremst werden. Deshalb macht man den Versuch im Vakuum.
Zu 1 kann ich dir nur sagen das es sehr dünn sein muss, damit diese ,Schicht' aus möglichst wenigen Atomen besteht die die wahrscheinlichkeit erhöhen, dass das Teilchen abprallt. Je dichter das Material desto weniger würde es logischerweise streuen.
Ich denke das der Versuch in deinen oben genannten Elementen nicht durchgeführt wird da eine zu geringe Wechselwirkung zwischen dem Gas und dem Teilchen besteht. Ausserdem bilden Gase keine feste Struktur die eine solche Ablenkung ermöglichen.
Ganz sicher bin ich mir ebenfalls nicht, ist länger her :D
lg