Ernest Rutherford  
  Lord of Nelson and Cambridge      
  Das Rutherfordsche Atommodell
      
 
von Christina Müller
Berufskolleg Opladen
     
 
  1. Lebenslauf des Ernest Rutherford
  2. Entdeckung der drei Strahlenarten
  3. Die künstliche Elementumwandlung
  4. Der Streuversuch
  5. Das Atommodell
  6. Schriften von Rutherford
      
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  1. Lebenslauf

Ernest Rutherford wurde am 30. August 1871 bei Nelson (Neuseeland) geboren und studierte an der Universität von Neuseeland sowie an der Universität von Cambridge.
Er war von 1899 bis 1919 Professor an der McGill-Universität in Montreal (Kanada) und während der darauffolgenden Jahre an der Universität von Manchester (England).
Nach 1919 arbeitete Rutherford als Professor für Experimentalphysik und Direktor des Cavendish Laboratory an der Universität von Cambridge und hatte nach 1920 auch einen Lehrstuhl an der Royal Institution of Great Britain inne.

1903 wurde er zum Mitglied der Royal Society gewählt und war dort von 1925 bis 1930 Präsident.
1908 erhielt er den Nobelpreis für Chemie. Er wurde 1914 zum Ritter geschlagen und 1931 zum Lord ernannt.

Er starb am 19. Oktober 1937 und wurde in der Westminster Abbey begraben.

      
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  1. Entdeckung der drei Strahlenarten

Im Jahre 1900 stellte Rutherford fest, dass die von radioaktiven Stoffen ausgehenden Strahlen nicht einheitlich sind. Die Ablenkung der Strahlung in einem elektrischen Feld zeigt, dass sie aus drei Strahlenarten bestehen:

  • die alpha-Strahlen (bewegte Heliumatomkerne
  • die beta-Strahlen (bewegte Elektronen)
  • die gamma-Strahlen (elektromagnetische Wellen, Wellenlänge 0,01 bis 10 pm)
      
 

 

  1. Die künstliche Elementumwandlung

1919 konnte Rutherford erstmals eine künstliche, d.h. experimentell herbeigeführte Kernumwandlung (Elementumwandlung) beobachten.
Damit Kerne miteinander reagieren, muss der Geschosskern eine hohe Energie besitzen, um die Kernabstossungskräfte zu überwinden. Derart hochenergetische Kerne werden in elektronuklearen Beschleunigern erzeugt.
Zahlreiche Kernreaktionen verlaufen über einen nur kurzzeitig existierenden angeregten Zwischenkern.

      
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  1. Der Streuversuch

Rutherford bestrahlte eine dünne Goldfolie mit alpha-Teilchen (das sind sehr schnell fliegende positiv geladene Heliumionen) aus einer radioaktiven Strahlungsquelle.
Sie sind unsichtbar, jedes Teilchen erzeugt aber beim Auftreten auf einen Leuchtschirm einen Lichtblitz. Dieser Lichtblitz wurde mit einem Mikroskop beobachtet und mühsam ausgezählt.
Die Dicke der Folie (1/2000 mm) entsprach etwa 1000 Schichten nebeneinander liegender Atome. Nach der bisherigen Atomvorstellung musste man erwarten, dass die Teilchen an der Wand aus Goldatomen abprallen würden.Statt dessen durchdrang ein grosser Teil der Strahlung das Material unter schwacher Ablenkung; nur wenige alpha-Strahlen wurden stark abgelenkt.

      
 

 

  1. Das Rutherfordsche Atommodell

Nach der recht komplizierten mathematischen Auswertung der Ergebnisse des Streuversuchs entwickelte Rutherford ein neues Atommodell.
Ein Atom ist Rutherford zufolge im Prizip leer und die starke Ablenkung wird durch ein positiv geladenes Zentrum innerhalb des Atoms verursacht (der Atomkern). Dieser Kern ist von einer negativ geladenen Hülle umgeben; in dem Kern konzentriert sich die Masse des gesamten Atoms. Die Elektronen umkreisen auf planetenartigen Bahnen den Kern in ständiger Bewegung.

     
 

 

  1. Schriften von Rutherford
  • Radioactivity (1904)
  • Radiations from Radioactive Substances (1930)
  • The Newer Alchemy (1937)
    zusammen mit Sir James Chadwick und Charles Drummond
      
 

 

      
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Quelle: www.jaik.de/jchindex.htm