알파입자 산란실험이 무엇인가요??

Question

안녕하세요.

알파입자 산란실험이 무엇인가요?

알파입자 산란실험으로 인하여 과학계에 끼친 영향이 무엇인지 궁금합니다...

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

알파 입자 산란 실험은 원자핵 구조의 발견에 큰 역할을 한 실험입니다.

이 실험은 1911년에 영국의 물리학자인 얀스 라셀의 제자인 얀 브리덴이 진행하였습니다. 이 실험에서는 알파 입자(헬륨 핵)를 이용하여 금속 박막을 산란시켜, 원자핵 구조에 대한 정보를 얻는 것이 목적이었습니다.

알파 입자는 금속 박막과 충돌하면서 산란되며, 산란된 알파 입자가 각도에 따라 검출기로 들어가는 것을 측정하였습니다. 이 실험에서는 알파 입자가 금속 원자핵에 충돌하여 산란되는 것을 발견하였으며, 이를 통해 원자핵 구조가 존재한다는 것을 밝혀냈습니다.

특히, 실험 결과에서 원자핵 구조의 크기와 전하를 측정할 수 있었으며, 이를 통해 원자핵이 양성자와 중성자로 구성되어 있으며, 원자 전체에 비해 매우 작은 크기를 가지고 있다는 것을 알게 되었습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.뉴질랜드 출신인 영국의 물리학자 러더퍼드는 α입자(방사능에 의하여 생기는 헬륨 원자핵)를 사용하여 실험적으로 원자의 구조를 결정해 보려고 하였습니다. 그 실험은 α입자를 얇은 금박 등에 쏘아서 산란되는 상태를 조사하는 것이었고 러더퍼드와 공동 연구자 가이거와 마즈든은 대부분의 α입자는 2-3˚의 각도로 산란되지만 약 8,000개 중의 1개 정도는 90-180˚가까이까지 산란된다는 것을 발견하였습니다. 이와 같은 실험 결과는 원자 속에서 원자핵이라는 원자의 질량 대부분을 차지하는 양전하 부분이 반지름 10－15pm 정도의 작은 부피에 집중되어 있고, 그 둘레를 태양과 혹성의 관계처럼 전자가 돌고 있다고 하는 모형으로밖에 설명할 수 없습니다. 이것으로 1911년경 러더퍼드에 의해 원자의 구조가 처음으로 밝혀짐으로써 톰슨 모형은 정확하지 않다는 것이 증명되었습니다.