알파입자 산란실험

어니스트 러더퍼드가 원자핵을 발견한 실험

알파입자 산란실험어니스트 러더퍼드원자핵을 발견한 실험이다.

매우 얇게 핀 금박을 중심에 두고 그 주위를 형광이 칠해져 있는 판으로 둘러싸고, 그 금박에 알파 입자를 쏜다. 이 때 이 알파 입자는 He2+입자인데, 헬륨 중성 원자에서 전자 2개를 뺀 헬륨을 금박에 쏜다. 그러면 헬륨빛이 금박에 맞는데 거의 대부분은 그냥 지나가지만 극히 일부가 튕겨져 나온다. 이 실험으로 러더퍼드는 원자의 중심에 (+)전하를 띈 매우 무거운 물체가 자리잡고 있다고 증명한다. 물체가 (+)전하를 띄는 이유는 쏘아보낸 헬륨이 (+)전하를 띠기 때문이다. 만약 (−)전하였다면 그대로 흡수되었을 것이다.

개요편집

뉴질랜드 출신인 영국의 물리학자 러더퍼드는 α입자(방사능에 의하여 생기는 헬륨 원자핵)를 사용하여 실험적으로 원자의 구조를 결정해 보려고 하였다. 그 실험은 α입자를 얇은 금박 등에 쏘아서 산란되는 상태를 조사하는 것이었다. 러더퍼드와 공동 연구자 가이거와 마스덴은 대부분의 α입자는 2-3˚의 각도로 산란되지만 약 8,000개 중의 1개 정도는 90-180˚가까이까지 산란된다는 것을 발견하였다. 이와 같은 실험 결과는 원자 속에서 원자핵이라는 원자의 질량 대부분을 차지하는 양전하 부분이 반지름 10-15m 정도의 작은 부피에 집중되어 있고, 그 둘레를 태양과 혹성의 관계처럼 전자가 돌고 있다고 하는 모형으로밖에 설명할 수 없다. 이것을 러더퍼드의 원자 모형이라고 한다. 1911년경 러더퍼드에 의해 원자의 구조가 처음으로 밝혀짐으로써 톰슨 모형은 정확하지 않다는 것이 증명되었다.

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