نموذج راذرفورد

لا يقبل العلماء أي نموذج لم يتم اختباره. لذلك بدأ راذرفورد ومساعدوه عام 1906م اختبار صحة نموذج طومسون.

فكرة التجربة: إطلاق جُسيمات ألفا، وهي جُسيمات موجبة الشحنة وسريعة جدًا، لتصطدم بصفيحة رقيقة من الذهب.

كان سُمك صفيحة الذهب 400 nm فقط، وnm هو رمز النانومتر، وهو جزء من مليار جزء من المتر.

توقّع راذرفورد أن تخترق معظم جُسيمات ألفا صفيحة الذهب لتصطدم بالشاشة في الطرف المقابل، تمامًا كما تخترق الرصاصة لوحًا من الزجاج.

وكان تبريره وفق نموذج طومسون:

• صفيحة الذهب رقيقة جدًا، فلا توجد فيها كمية كافية من المادة لإيقاف الجُسيمات السريعة.
• الشحنة الموجبة في نموذج طومسون موزّعة بالتساوي في الذرّة، فلا توجد شحنة موجبة كبيرة في مكان واحد تكفي لصدّ الجُسيمات.

لذلك توقّع أن تحدث تغيّرات يسيرة فقط في مسار جُسيمات ألفا.

صُدم راذرفورد عندما أخبره أحد تلاميذه أن بعض جُسيمات ألفا انحرفت بزوايا كبيرة، وبعضها ارتدّ إلى الخلف! وقد عبّر عن دهشته بأنها تشبه أن تُطلق قذيفة مدفع على ورقة منديل فترتدّ القذيفة نحوك.

كيف يمكن تفسير ذلك؟ جُسيمات ألفا سريعة جدًا، فلا بدّ أنها اصطدمت بشحنة موجبة كبيرة متركّزة في مكان صغير، لا موزّعة بالتساوي كما في نموذج طومسون.