Los experimentos Geiger-Marsden (también llamados experimento de la lámina de oro de Rutherford) fueron una serie de experimentos históricos en los que los científicos descubrieron que cada átomo contiene un núcleo donde se concentra su carga positiva y la mayor parte de su masa. Dedujeron esto al observar cómo se dispersan las partículas alfa cuando golpean una lámina metálica delgada. El experimento fue realizado entre 1908 y 1913 por Hans Geiger y Ernest Marsden bajo la dirección de Ernest Rutherford en los Laboratorios de Física de la Universidad de Manchester.
Lo que encontraron, para gran sorpresa, fue que, si bien la mayoría de las partículas alfa pasaron directamente a través de la lámina, un pequeño porcentaje de ellas se desviaron en ángulos muy grandes y algunas incluso se volvieron retrógradas. Debido a que las partículas alfa tienen aproximadamente 8000 veces la masa de un electrón e impactaron la lámina a velocidades muy altas, estaba claro que eran necesarias fuerzas muy fuertes para desviar y retrodispersar estas partículas.
Rutherford explicó este fenómeno con un modelo revitalizado del átomo en el que la mayor parte de la masa se concentraba en un núcleo compacto (que contiene toda la carga positiva), con los electrones que ocupan la mayor parte del espacio del átomo y que orbitan el núcleo a una distancia.
Dado que el átomo estaba compuesto en gran parte de espacio vacío, fue muy fácil construir un escenario en el que la mayoría de las partículas alfa pasaran a través de la lámina, y solo las que encontraron una colisión directa con un núcleo de oro fueron desviadas o dispersadas hacia atrás.
Puede encontrar una buena descripción del experimento con applet aquí:
¿Por qué fue importante el experimento de la lámina de oro de Rutherford?
El experimento de Rutherford demostró que los átomos consistían en una masa densa que estaba rodeada por un espacio casi vacío: ¡el núcleo! El experimento de Rutherford utilizó partículas alfa cargadas positivamente (He con una carga de +2) que fueron desviadas por la densa masa interna (núcleo). La conclusión que pudo formarse a partir de este resultado fue que los átomos tenían un núcleo interno que contenía la mayor parte de la masa de un átomo y estaba cargado positivamente. Los modelos anteriores del átomo (Plum pudding) postularon que las
¿Por qué las partículas alfa fueron desviadas por el experimento de la lámina de oro de Rutherford?
Debido al núcleo cargado positivamente de los átomos de oro. Las partículas alfa son partículas de carga positiva que se componen de 2 protones, 2 neutrones y cero electrones. Debido al hecho de que los protones tienen una carga de +1 y los neutrones no tienen carga, esto daría a la partícula una carga de +2 sobre todos. Originalmente, Rutherford pensaba que las partículas volarían directamente a través de la lámina. Sin embargo, descubrió que la trayectoria de las partículas se desplazaría o desviaría al pasar a través de la lámina. Esto se de
¿Por qué los estudiantes de Rutherford se sorprendieron con los resultados del experimento de la lámina de oro?
La mayoría de las partículas alfa no fueron repelidas, sino que pasaron a través de la lámina de oro. El grupo de Rutherford se propuso confirmar el modelo de átomo de Thompson 'Plum Pudding'. Es decir, se postuló que el átomo de Thompson era un campo esférico de carga positiva con electrones incrustados (suspendidos) en el volumen como ciruelas en un pudín de gelatina. Si el postulado era correcto, entonces las partículas alfa (núcleos de helio cargados => He ^ (+ 2)) se reflejarían lejos de la lámina de oro como si fueran bolas de goma rebotando