Der englische Physiker Ernest Rutherford führte zu Beginn des 20 Jahrhunderts ein aufsehenerregendes Experiment durch, um den Aufbau von Atomen zu erforschen. Sein Experiment mit Alpha-Strahlen (Teilchen Strahlung mit Heliumkernen) wurde 1911 veröffentlicht.

In dem Experiment beschoss er eine Folie aus Gold, Silber oder Kupfer mit Alpha-Teilchen. Rutherford bemerkte, dass fast alle Strahlen aus Alpha-Teilchen fast unbeeinflusst und gradlinig durch die Folie hindurchtraten, so als ob kein Hindernis da wäre.

Jedoch wurden einige wenige Alpha-Teilchen abgelenkt und trafen auf den befestigten Folien-Schirm.

Die Ergebnisse dieser Untersuchung interpretierte Rutherford folgendermaßen:

Ein Atomkern befindet sich im Mittelpunkt des Atoms. Fast die ganze Masse und positive Ladung ist im Atomkern vereint. Wir stellen uns den Atomkern mit Protonen und Neutronen vor. Da sie sich gegenseitig abstoßen, werden die Teilchen im Kern zusammengehalten. Diesen Zusammenhalt nennt man Kernkraft. Diese ist die größte, welche in der Natur zu finden ist. Da sie aber nur eine sehr geringe Reichweite hat, wirkt sie nur, wenn die Teilchen im Atomkern dicht beieinander sind.

Elektronen nehmen fast das ganze Volumen des Atoms ein. Sie umkreisen den Atomkern mit einer schnellen Bewegung.

Der Atomkern ist sehr klein. Der Durchmesser des Atoms einschließlich der Elektronenhülle 100 bis 400pm und ist somit mehr als 100.000 x größer als der Atomkern.

Der Großteil des Volumens eines Atoms ist demnach leerer Raum, und deshalb können die meisten alpha-Teilchen ungehindert durch die Metallfolie hindurchfliegen.

Man kann sich das so vorstellen: Wäre der Durchmesser eines Atoms so groß wie der Eiffelturm, dann hätte der Atomkern die Größe eines Kirschkerns.

Bericht und Grafik: Antonia Parancin, 1HMA, HLMW9, 2014

Quellen:

http://www.uniterra.de/rutherford/kap009.htm