הניסויים של גייגר-מרסדן (הנקראים גם ניסוי רדידפורד זהב) היו סדרה של ניסויים ציון דרך שבו מדענים גילו כי כל אטום מכיל גרעין שבו המטען החיובי שלה ואת רוב המסה שלה מרוכזת. הם הסיקו זאת על ידי התבוננות כיצד חלקיקי אלפא מפוזרים כאשר הם פוגעים בנייר מתכת דק. הניסוי נערך בין השנים 1908 ו -1913 על ידי הנס גייגר וארנסט מרסדן בניהולו של ארנסט רתרפורד במעבדות הפיזיות של אוניברסיטת מנצ'סטר.
מה שהם מצאו, להפתעה גדולה, היה שבזמן שרוב חלקיקי האלפא עברו ישר דרך הסכל, אחוז קטן מהם הוסטו בזוויות גדולות מאוד, וחלקם אפילו היו נטושים לאחור. מאחר וחלקיקים של אלפא מכילים כ -8000 פעמים את המסה של אלקטרון, והשפיעו על הסכל במהירויות גבוהות מאוד, היה ברור כי כוחות חזקים מאוד היו נחוצים כדי להסיט את החלקיקים הללו.
רתרפורד הסביר את התופעה הזאת עם מודל מחודש של האטום שבו רוב המסה התרכזה בגרעין קומפקטי (עם כל המטען החיובי), כאשר האלקטרונים תופסים את רוב שטח האטום ומקיפים את הגרעין ממרחק.
עם האטום המורכב ברובו מהחלל הריק, היה אז קל מאוד לבנות תרחיש שבו רוב חלקיקי האלפא עברו דרך הסכל, ורק אלה שנתקלו בהתנגשות ישירה עם גרעין זהב הופנו לאחור או פוזרו לאחור.
תיאור טוב של הניסוי עם יישומון ניתן למצוא כאן:
אחוז זהב טהור זהב 14 קראט בכ 58.3%. אם טבעת זהב 14 קראט שוקלת 5.6 גרם, על כמה גרם של זהב טהור נמצאים בזירה?
מצא 58.3% של 5.6 גרם ... 5 6 * 58.3 / 100 = 3.2648 גרם זהב טהור ...
מה הניסוי של רתרפורד בנייר זהב עולה על אטומים?
יש חבורה של חלל ריק ויש גרעין קטן באמצע. באמצע האטום יש פרוטונים, מטען חיובי ונויטרונים, מטען נייטרלי. מוקף זה אלקטרונים אשר יש תשלום שלילי. עם זאת, הם די רחוק הגרעין כלומר יש הרבה שטח ריק ביניהם. הניסוי של רדיד הזהב רק הראה כי יש הרבה מקום ריק כאשר הזהב הלך ישר דרך. עם זאת, כאשר הוא חזר, הזהב היה להכות את הגרעין.
מדוע הופתעו תלמידיו של רתרפורד מתוצאות הניסוי של רדיד הזהב?
רוב חלקיקי אלפא לא דחו, אבל עבר דרך רדיד זהב. הקבוצה של Rutherford יצא לאשר את Thompson 'שזיף פודינג' דגם של האטום. כלומר, אטום Thompson היה presulated להיות שדה כדורית של חיוב חיובי עם אלקטרונים מוטבע (מושעה) בנפח כמו שזיפים בתוך פודינג ג'לטין. אם הפוסטולציה הייתה נכונה, אזי חלקיקי האלפיה (גרעיני הליום טעונים => +) ישתקפו הרחק מרדיד הזהב בדומה לכדורי גומי שקפצו מקיר. עם זאת, רוב חלקיקי אלפא עברו דרך רדיד זהב מבלי להיות מושפעים אטומי זהב לסכל. חלקיק זעיר של חלקיקים הוסטו בזוויות אטומות בעוד שחלק קטן יותר של חלקיקי האלפא הוסטו בחזרה אל המקור. תצפיות אלה הובילו להנחת החלק הראשון של שני חלקיקי האטום, המורכב מגר