Vad visste man om metaller? Där hade man Paul Drudes elektrongasteori. Man visste sedan 1896 att elektroner var små och mycket lätta, 2000 gånger lättare än en väte-atom. Man kunder förstå metaller som en gas av valenselektroner som rörde sig fritt i en bakgrund av en jämt fördelad positiv bakgrund.
Så vad kunde Geiger och Marsden förvänta sig? Det fanns förstås en Coulombkraft mellan heliumjoner och elektroner. Men de mycket lätta elektronerna skulle inte kunna avlänka de tunga alfan som kom förbi i hög fart. De kunde bara ge någon typ av friktionsmotstånd, ungefär som en fotboll saktas ner av grässtråna på planen.
Sedan fanns det den positiva backgrunden, som var tung. En guldatom är ungefär 50 gånger tyngre än helium. Om guldjonernas positiva laddning är utsmetad över sfärer ungefär så stora som jonradien (och det fanns ju ingen anledning att förvänta sig något annat), då skulle det finnas en repulsiv potentialkulle vid varje atom. Och den skulle vara ungefär lika hög (eller ungefär dubbelt så hög pga laddning +2e) som atomens jonisationsenergi, typ 10 eV. Mycket låga potentialkullar i jämförelse med alfa-partiklarnas energier på MeV. Alldeles för låga för att ge större avvikelser från en rät bana.
Men resultatet av mätningarna var att det fanns många alfapartiklar med stora avvikelser från en rät linje. Ibland var vinklarna större än 90 grader - de studsade tillbaka. Inuti bladguldet fanns det inte låga breda pucklar, utan fullständigt oväntade stolpar!
Inga kommentarer:
Skicka en kommentar