റൂഥർഫോർഡ് മാതൃക

പ്രശസ്തമായ 1909ലെ Geiger–Marsden പരീക്ഷണത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ 1911 ലെ റൂഥർഫോർഡിന്റെ അപഗ്രഥനം ജെ. ജെ. തോംസണിന്റെ പ്ലം പുഡ്ഡിങ് മാതൃക തെറ്റാണെന്ന് പ്രസ്താവിച്ചു. പരീക്ഷണത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിലുള്ള റൂഥർഫോർഡിന്റെ പുതിയ മാതൃകയിൽ ആറ്റത്തിന്റെ മറ്റ് ഭാഗങ്ങളെ അപേക്ഷിച്ച് ഉയർന്ന ചാർജ്ജ് കേന്ദ്രത്തിൽ വളരെ കുറഞ്ഞസ്ഥലത്ത് കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. ഈ കേന്ദ്രം ആറ്റത്തിന്റെ അറ്റോമികമാസ്സിൽ ഭൂരിഭാഗവും ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. പിന്നീട് ഈ ഭാഗം "ന്യൂക്ലിയസ്സ്" എന്ന് പിൽക്കാലത്ത് അറിയപ്പെട്ടു.

തോസണിന്റെ മാതൃകയെ റൂഥർഫോർഡ് ആറ്റത്തിന് ഒരു ചെറിയ, ഭാരം കൂടിയ ഒരു ന്യൂക്ലിയസ്സുണ്ടെന്ന് തെളിയിച്ച അദ്ദേഹത്തിന്റെ പ്രശസ്തമായ gold foil experiment ലൂടെ 1911ൽ തകിടം മറിച്ചു. റേഡിയോആക്റ്റീവ് മൂലകത്തിൽ നിന്നും പുറപ്പെടുന്ന ആൽഫാ കണികകൾ ഉപയോഗിച്ച് ആറ്റത്തിന്റെ ഘടനയുടെ കാണാത്ത ലോകങ്ങളെ നിരീക്ഷിക്കാൻ റൂഥർഫോർഡ് ഒരു പരീക്ഷണം ആസൂത്രണം ചെയ്തു.

അപ്രതിക്ഷിതമായ പരീക്ഷണഫലങ്ങൾക്കുള്ള വിശദീകരണമെന്ന നിലയിൽ റൂഥർഫോർഡ് ഉപാറ്റോമികഘടനയ്ക്കുള്ള അദ്ദേഹത്തിന്റെ സ്വന്തം ഭൗതിക മാതൃക അവതരിപ്പിച്ചു. ഇതിൽ ആറ്റം ഉണ്ടാക്കിയിരിക്കുന്നത് ഓർബിറ്റിലുള്ള ഇലക്ട്രോണുകളുടെ മേഘം (സങ്കൽപ്പം) വലയം ചെയ്യപ്പെട്ട കേന്ദ്രത്തിലെ ചാർജ്ജുകൊണ്ടാണ് (ഇത് ആധുനിക അറ്റോമിക ന്യൂക്ലിയസ്സാണ്, റൂഥർഫോർഡ് ന്യൂക്ലിയസ്സ് എന്ന് അദ്ദേഹത്തിന്റെ പ്രബന്ധത്തിൽ ഉപയോഗിച്ചിട്ടില്ല). 1911 മെയ് ലെ ഗവേഷണ പ്രബന്ധത്തിൽ ആറ്റത്തിലെ വളരെ ഉയർന്ന പോസിറ്റീവോ അല്ലെങ്കിൽ നെഗറ്റീവോ ഉള്ള കേന്ദ്രത്തിലെ ചെറിയ മേഖലയെക്കുറിച്ചാണ് പറഞ്ഞിരിക്കുന്നത്.

പോസിറ്റീവ് കേന്ദ്ര ചാർജ്ജ് N e ഉം N ഇലക്ട്രോണുകളുടെ compensating ചാർജ്ജും ഉള്ള ഒരു ആറ്റത്തിലൂടെയുള്ള ഉയർന്ന വേഗതയിലുള്ള α കണികയുടെ പ്രവാഹം കണക്കിലെടുക്കുക.

• ആറ്റത്തിന്റെ ഇലക്ട്രോൺ മേഘം ആൽഫ കണികകളുടെ ചിതറലിനെ സ്വാധീനിക്കുന്നില്ല.
• ആറ്റത്തിന്റെ പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജ് കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നത് ഇപ്പോൾ ന്യൂക്ലിയസ്സ് എന്നറിയപ്പെടുന്ന ആറ്റത്തിന്റെ കേന്ദ്രത്തിലെ ആപേക്ഷികമായും ചെറിയ വ്യാപ്തത്തിലാണ്.
• സ്വർണ്ണം പോലെയുള്ളവയിൽ ഭാരമുള്ള ആറ്റങ്ങളുടെ മാസിൽ ഭൂരിഭാഗവും കേന്ദ്രത്തിലെ ചാർജ്ജ് മേഖലയിൽ കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.
• ന്യൂക്ലിയസ്സിന്റെ വ്യാസത്തേക്കാൾ 100,000 ഇരട്ടികൂടുതലാണ് (10⁵) ആറ്റത്തിന്റെ വ്യാസം. ഇതിനെ ഒരു ഫുട്ബോൾ മൈതാനത്തിന്റെ മധ്യത്തിൽ ഒരു ആപ്പിൾ വച്ചതുമായി ഇതിനെ താരതമ്യപ്പെടുത്താം.