Kann mir bitte Jemand dieses Bild beschreiben?
Hallo, das ist ein Ab aus dem Chemieunterricht und kann mir bitte Jemand erklären was man dadrauf sieht und beschreiben?
Dankeschön.
6 Antworten
Nee, ich würde ja nur die eigenen Monitore versauen! ;)))
Klar doch - aber dann würde ich's mir beschreiben und nicht dem Frager! Werde es aber gerne zufaxen oder mailen...
Moin,
das ist eine Darstellung zum Rutherfordschen Streuversuch und dem daraus hergeleiteten Kern-Hülle-Atommodell.
Beschreibung der Abbildung:
In einem Bleiblock mit Bohrung befindet sich ein radioaktives Präparat. Das ist ein sogenannter Alphastrahler, der also in seiner radioaktiven Strahlung vor allem alpha-Strahlen aussendet. Dabei handelt es sich um positiv geladene Helium-Kerne (= alpha-Teilchen; das ist später für die Interpretation der Beobachtungen wichtig).
Diese alpha-Strahlung wird mit Hilfe einer Blende gebündelt, so dass sie hinter der Blende mehr oder weniger parallel in eine Richtung verläuft.
Die gebündelte alpha-Strahlung wird nun in die "eigentliche" Versuchsapparatur geschickt. Diese besteht aus einem Schirm, der mit Zinksulfid beschichtet ist und ein "stadionartiges Rondell" bildet. Zinksulfid hat die Eigenschaft, dass es fluoreszierend aufleuchtet, wenn es von radioaktiver Strahlung getroffen wird.
In der Mitte des Rondells befindet sich senkrecht zur Strahlungsrichtung eine Goldfolie. Rutherford und seine Mitarbeiter haben auch mit anderen Metallfolien experimentiert, aber Gold hatte den Vorteil, dass man es ausgesprochen dünn auswalzen konnte. So schafften die Naturwissenschaftler es, dass die Goldfolie nur etwa 1000 Atomlagen dick war.
Diese Goldfolie wurde also mit dem alpha-Teilchen-Strahl beschossen. Die Wissenschaftler wussten bereits, dass radioaktive Strahlung Materie mehr oder weniger gut durchdringen konnte. Warum, das wussten sie zunächst noch nicht. Rutherfords Mitarbeiter Geiger hatte nun die Aufgabe, die aufleuchtenden Punkte auf dem Zinksulfidschirm zu registrieren und (soweit möglich) zu zählen. Nach einiger Zeit berichtete er Rutherford, dass wohl die allermeisten alpha-Teilchen (wie erwartet) einfach durch die Goldfolie drangen, aber das etliche auch abgelenkt wurden und etwa jedes zehntausendste sogar zurückgeworfen wurde!
Rutherford schrieb dazu später: "Es war fast so unglaublich, als ob Sie eine 15-Zoll-Granate gegen ein Stück Seidenpapier abfeuern und sie kommt zurück und trifft Sie!"
Warum das so unerwartet kam, liegt auf der Hand. Wenn radioaktive Strahlung Materie durchdringen konnte (warum auch immer), so sollte sie das auch tun. Wenn sie (bestimmte) Materie wie Blei (warum auch immer) nicht (gut) durchdringen kann, so kann sie es eben nicht. Aber es war völlig unerwartet, dass die alpha-Teilchen zum größten Teil die Goldfolie durchdrangen, ein Teil aber abgelenkt wurde und nur ein kleiner Teil sich so benahm, als seien sie auf ein Hindernis gestoßen und von diesem abgeprallt.
In deiner geposteten Abbildung ist nun noch ein Dreieck zu sehen, dass offenbar zu einer Ausschnittsvergrößerung von den Atomen der Goldfolie sowie den Flugbahnen einzelner alpha-Teilchen führt.
Das ist die Interpretation der oben genannten Beobachtungen. Rutherford und seine Mitarbeiter veröffentlichten später ein neues Atommodell, das ihre Beobachtungen erklären konnte, das sogenannte Kern-Hülle-Modell (auch Rutherfordsches Atommodell oder "Planetenmodell" genannt).
Bis zu diesem Zeitpunkt hatte man nämlich vom Atom etwa folgende Vorstellung: Atome sind die kleinsten unteilbaren Teilchen der Materie. Es handelt sich um massive Kugeln, die aus einer positiv geladenen Grundmasse bestehen, in die negativ geladene Elementarteilchen (Elektronen) eingebettet sind. Die Elektronen lassen sich aus der Atom-Grundmasse entfernen, was zu geladenen Teilchen führt ("Rosinenkuchenmodell" von Thomson).
Der Rutherfordsche Streuversuch ließ nun erhebliche Zweifel an dieser Vorstellung aufkommen. Wäre sie nämlich richtig, bliebe es unverständlich, wie die alpha-Teilchen die Materie durchdringen können, ohne Löcher hineinzureißen. Außerdem müssten die positiv geladenen alpha-Teilchen eigentlich von der ebenfalls positiv geladenen Grundmasse der Atome abgestoßen werden.
Rutherford kam stattdessen zu folgender Erklärung: Die Atome sind keine massiven Kugeln, sondern sie bestehen aus einer riesigen Hülle aus Nichts und einem winzigen Kern. Der Kern ist positiv geladen und konzentriert im Grunde die gesamte Masse des Atoms in sich. In der riesigen Hülle befinden sich die negativ geladenen Elektronen. Diese Modellvorstellung machte mit einem Schlag alle Beobachtungen erklärbar:
1. Die meisten alpha-Teilchen durchdringen die Atome einfach, weil sie im Grunde durch ein "Nichts" fliegen. Sie werden dann auch nicht abgelenkt, weil sich in der Hülle nur die Elektronen befinden, aber (bis aufs Zentrum) nicht positiv Geladenes.
2. Im Zentrum befindet sich der Kern, in dem sich nicht nur die Masse, sondern auch die positive Ladung konzentriert. Fliegen nun alpha-Teilchen in der Nähe eines Kerns vorbei, stößt die positive Kernladung die ebenfalls positiv geladenen alpha-Teilchen ab. Im Ergebnis werden die alpha-Teilchen abgelenkt.
3. Nur wenn ein alpha-Teilchen genau auf den winzigen Kern trifft, prallt es an der Masse, vor allem aber an der positiven Kernladung ab und wird zurückgeworfen.
Schon damals wurde gefragt, warum die negativ geladenen Elektronen in der Hülle nicht vom positiv geladenen Kern angezogen werden und letztlich in ihn stürzen?! Die Antwort darauf sollte sein, dass die Elektronen den Kern umkreisen wie Planeten eine Sonne (daher auch der Name "Planetenmodell"). Die Zentrifugalkraft sollte dabei die Anziehungskraft ausgleichen... Das warf sofort neue Probleme auf, aber das steht hier nicht zur Diskussion.
Von (aufmerksamen) Schülerinnen oder Schülern kommt an dieser Stelle mitunter die Frage, warum man dann nicht durch Wände gehen oder seinen Finger durch eine Tischplatte bohren kann, wo doch die Atome zum überwiegenden Teil eigentlich aus Nichts bestehen. Manchmal wird auch gefragt, warum sich dann die Atome nicht ständig mehr oder weniger stark durchdringen, wenn sie keine äußere Abgrenzung haben.
Die Antwort darauf ist verblüffend: Die Atome grenzen sich gegeneinander ab. Die Abstoßung der gleichgeladenen Elektronen in der Hülle ist so groß, dass man Atomhüllen eben nicht beliebig weit ineinander schieben kann. Obwohl sie also aus "Nichts" bestehen, verhindern die Elektronen in der Hülle ein Durchdringen und ergeben insgesamt tatsächlich eine Art Kugel ohne starre Grenze...
Ich hoffe, du hast alles verstanden.
LG von der Waterkant.
Also es erscheint mir nicht sehr fair, dass diese wirklich schön ausführliche und richtige Antwort keinen Daumen hoch hatte. :(
Das ist der rutherfordscher streuversuch. Der wissenschaftler rutherford hat einen alphastrahler ( positivgeladener strahl) in ein metall quader ( weiß net genau aus welchem stoff) getan damit der strahl nur durch eine hauchdünne blattgoldschicht geht. Die meisten strahlen gehen gerade durch das blattgold durch als wäre da nichts und hinterlassen einen schwarzen fleck auf dem rundherum aufgestellten papier. Nur vereinzelte kleine strahlen sind rundherum um das bkattgold auf dem papier verteilt. Rutherfords Begründung: Der positivgeladene strahl geht durch das hauchdünne gold durch als wäre da nichts, also ist dort nichts. Nur wenn der strahl zufällig auf den ebenfalls positiven kern der atome trifft, stoßen sich die gleichnamigen ladungen ab und dieser kleine teil des strahls wird abgelenkt. Er beweist damit dass die atomhülle aus “nichts“ besteht ( weil strahlen grlßten teils durchs gold sind) und dass nur im winzige atomkern etwas ist.(weil nur der strah nur vereinzelt auf wiederstand trifft)
Hallo Benutzer2309
das Bild beschreibt der Versuch von Rutherford.
Der gute Mann hat eine dünne Goldfolie mit Alpha-Teilchen, also Helium-Atomkernen beschossen. Dabei hat er festgestellt, dass die meisten Teilchen ungehindert durch die Folie fliegen. Einige werden aber abgelenkt, ganz wenige sogar in die Ausgangsrichtung zurückgeworfen.
Aus diesen Versuch konnte Rutherford ein Atommodell entwickeln. Er schloss aus dem Versuch, dass der meiste Raum, den Atome beanspruchen, keine Masse enthält und sich als 'leer' darstellt. Fast die gesamte Masse eines Atoms ist in einem winzigen positiven Kern konzentriert. Den Raum darum belegen die negativen Elektronen.
Was zum Nachlesen:
http://www.frustfrei-lernen.de/chemie/ernest-rutherford-atommodell-chemie.html
LG
Wieso, Du kannst das Bild doch vorher ausdrucken?