Überblick

Rutherfords Erbe

Hundert Jahre nach der Entdeckung des Atomkerns ist die Beschreibung dieses komplexen ­Vielteilchen-Systems immer noch eine Herausforderung für die Theorie.

  • Amand Faessler und Jochen Wambach
  • 10 / 2011 Seite: 35

Atome sind überwiegend „leer“, denn nur eines von tausenden α-Teilchen fliegt nicht auf geradem Weg durch eine dünne Metallfolie. Dieses überraschende experimentelle Ergebnis erklärte Ernest Rutherford 1911 mit der Vorstellung eines punktförmigen Atomkerns und seiner berühmten Streuformel. Nach dieser Geburtsstunde hat sich die Kernphysik rasch zu einer lebendigen Teildisziplin der Physik entwickelt, die derzeit – dank neuer Beschleuniger und Experimente – eine Renaissance erlebt.

Nachdem Henry Becquerel im Februar 1896 die Radioaktivität entdeckt hatte, zeigte sich, dass die dabei auftretenden Strahlungsenergien weit höher sind als bei den bereits zuvor untersuchten Spektrallinien der Atome und Moleküle. Daher lag es nahe, dass die Radio­aktivität ihren Ursprung im „Inneren“ der Atome hat – wie dieses jedoch aussieht, war völlig unklar. Joseph John Thomson, der 1897 erkannt hatte, dass β-Strahlen aus Elektronen bestehen, entwickelte daher ein Modell, bei dem das Atom aus einem positiv geladenen „Pudding“ und darin befindlichen negativen Elektronen als „Rosinen“ bestand („Plum-Pudding“-Modell). Ebenfalls 1897 hatte der in Neuseeland geborene Ernest Rutherford (Abb. 1) gezeigt, dass sich die Radio­aktivität aus drei verschiedenen Bestandteilen zusammensetzt: den α-, β- und γ-Strahlen. Hierfür erhielt er 1908 den Nobelpreis für Chemie. Im gleichen Jahr schlug er seinem Mitarbeiter Hans Geiger vor, die Streuung von α-Teilchen an Metallfolien zu untersuchen.
Rutherford hatte, bevor er 1907 nach Manchester kam, bereits mit α-Teilchen (4He-Kernen) aus dem Zerfall von Radon experimentiert. In dem Experiment von Geiger war das Radon in einem konischen Glasröhrchen eingeschlossen, das die α-Teilchen durch ein Glimmerfenster verlassen konnten (Abb. 2). Als Nachweis der an einer Metallfolie gestreuten Teilchen diente ein Zinksulfid­schirm, der beim Auftreffen eines α-Teilchens sehr schwach aufleuchtete. Geiger be­ob­achtete die Lichtblitze durch ein Mikroskop geringer Auflösung. Dies war so ermüdend, dass er den Studenten Ernest Marsden um Unterstützung bat. Die beiden fanden heraus, dass die meisten α-Teilchen ohne große Ablenkung durch die Metall­folie hindurch gingen und nur ein Teilchen von 8000 um mehr als 90 Grad abgelenkt wurde. Geiger und Marsden veröffentlichten ihr Resultat 1909 [1]. ...

Share |
thumbnail image: Rutherfords Erbe

Aktuelles Heft

Inhaltsverzeichnis
12 / 2017

thumbnail image: PJ 12 2017


Physik der Seifenblasen

Zilien und Geißeln

Nobelpreise

Arbeitsmarkt

Zugang Physik Journal

Nur DPG-Mitglieder haben vollen Zugriff auf alle Hefte und Online-Inhalte des Physik Journal und müssen sich dafür mit ihrer Mitgliedsnummer registrieren » 

Erst wenn die Artikel des Physik Journal älter als drei Jahre sind, stehen sie kostenlos und frei zugänglich zur Verfügung

Als DPG-Mitglied erhalten Sie den Physik Journal Newsletter, wenn Sie sich dafür bei der DPG registrieren »

Mediadaten

Die Mediadaten für Werbe­mög­lich­kei­ten im Phy­sik Jour­nal finden Sie als PDFs hier:
2017 deutsch / eng­lisch
2018 deutsch / englisch

Site Login

Bitte einloggen

Andere Optionen Login

Website Footer