كانت تجارب جيجر - مارسدن (وتسمى أيض ا تجربة رقائق الذهب في رذرفورد) سلسلة من التجارب التاريخية التي اكتشف العلماء من خلالها أن كل ذرة تحتوي على نواة حيث تتركز شحنتها الإيجابية ومعظم كتلتها. استنتجوا ذلك من خلال ملاحظة كيف تنتشر جسيمات ألفا عندما تضرب رقائق معدنية رقيقة. تم إجراء التجربة بين عامي 1908 و 1913 من قبل هانز جيجر وإرنست مارسدن تحت إشراف إرنست رذرفورد في المختبرات الفيزيائية بجامعة مانشستر.
ما وجدوه ، لمفاجأة كبيرة ، هو أنه في حين أن معظم جسيمات ألفا تمر مباشرة عبر الرقائق ، فإن نسبة صغيرة منها قد انحرفت في زوايا كبيرة للغاية وحتى أن بعضها قد انتشر. نظر ا لأن جسيمات ألفا تحتوي على حوالي 8000 مرة كتلة الإلكترون وتؤثر على الرقائق بسرعات عالية جد ا ، فقد كان من الواضح أن القوى القوية جد ا كانت ضرورية لتشتيت هذه الجزيئات وانتثارها.
وفسر رذرفورد هذه الظاهرة بنموذج حيوي للذرة تم تركيز معظم الكتلة فيه في نواة مدمجة (تحمل كل الشحنة الموجبة) ، حيث تشغل الإلكترونات الجزء الأكبر من مساحة الذرة وتدور حول النواة عن ب عد.
مع كون الذرة مكونة إلى حد كبير من المساحة الفارغة ، كان من السهل جد ا بناء سيناريو تمر فيه معظم جسيمات ألفا عبر الرقائق ، أما الجزيئات التي واجهت تصادم ا مباشر ا مع نواة ذهبية فقد انحرفت أو انتشرت إلى الوراء.
يمكن العثور على وصف جيد للتجربة مع التطبيق الصغير هنا:
تأثرت جسيمات ألفا القريبة من النوى بشحنتها ، لكن الغالبية العظمى من الجزيئات التي تم إطلاقها على رقائق الذهب ذهبت مباشرة. ماذا استنتج راذرفورد بسبب هذه الحقيقة؟
أن معظم الذرة كانت مساحة فارغة. من الافتراضات الأساسية لهذه التجربة التي لا تحظى بالتقدير دائم ا هو اللطف اللانهائي لرقائق الذهب. يشير الامتصاص إلى قدرة المواد على الضرب في ورقة. جميع المعادن قابلة للطرق ، والذهب مرن للغاية بين المعادن. يمكن ضرب كتلة من الذهب في رقائق معدنية بسماكة قليلة من الذرات ، والتي أعتقد أنها ظاهرة للغاية ، وقد تم استخدام رقائق الذهب / الأفلام في هذه التجربة. عندما أطلق راذرفورد النار على "جسيمات" ألفا ثقيلة ، فإن معظم الجسيمات تمر عبرها كما هو متوقع (جزيئات ألفا هي أيونات الهليوم ، "" ^ 4He ^ +) ؛ تم انحراف عدد قليل. بينما ارتد عدد قليل أصغر إلى باعث "الجسيم" ألفا ؛ نت
نسبة الذهب الخالص في الذهب عيار 14 قيراط في حوالي 58.3 ٪. إذا كان خاتم الذهب عيار 14 قيراط ا يزن 5.6 جرام ، فما هو عدد غرامات الذهب الخالص الموجودة في الحلبة؟
العثور على 58.3 ٪ من 5.6 غرام ... 5. 6 * 58.3 / 100 = 3.2648 غرام من الذهب الخالص ...
لماذا فوجئ طلاب راذرفورد بنتائج تجربة رقائق الذهب؟
لم يتم صد معظم جسيمات ألفا ، ولكن مرت عبر رقائق الذهب. مجموعة راذرفورد انطلقت لتأكيد طومسون "البرقوق بودنغ" نموذج من الذرة. أي أن ذرة طومسون كانت مفترضة لتكون مجال ا كروي ا لشحنة موجبة مع إلكترونات مدمجة (معلقة) في الحجم مثل الخوخ في بودنغ جيلاتيني. إذا كانت الفرضية صحيحة ، فسوف تنعكس جسيمات ألفا (نوى الهيليوم المشحونة => He ^ (+ 2)) بعيد ا عن رقائق الذهب مثل كرات مطاطية تشتد بعيد ا عن الحائط. ومع ذلك ، فإن معظم جزيئات ألفا مرت عبر رقائق الذهب دون أن تتأثر ذرات رقائق الذهب. تم انحراف جزء صغير من الجزيئات في زوايا منفرجة في حين تم تحويل جزء أصغر من جسيمات ألفا إلى المصدر. أدت هذه الملاحظات إلى إفتراض ذرة الجزء