Rutherford scattering

1. 실험 목적

Rutherford scattering 실험의 목적은 원자 구조에 대한 이해를 심화하고, 고전 물리학의 원자 모델의 한계를 드러내며, 원자핵의 존재를 처음으로 밝혀내는 것이다. 20세기 초, 원자는 단순히 음전하를 가진 전자와 양전하를 가진 원자핵으로 구성된다는 것을 이해하는 데 결정적인 기초를 제공하였다. 이 실험은 알파 입자를 금속 필름에 발사하여 반사되는 패턴을 분석함으로써 수행된다. 실험을 통해 알파 입자가 원자와 상호작용할 때 광범위한 각도로 산란되는 현상을 관찰하였고, 이는 덩치가 큰 원자핵 근처를 통과할 때 전자보다 훨씬 더 큰 힘을 느끼는 알파 입자의 본질적 성질을 강조하였다. 이 과정에서 실험의 목적은 원자의 구조가 단순히 ‘플럼 푸딩 모델’을 넘어서서, 작은 원자핵을 중심으로 전자들이 궤도를 따라 돌고 있다는 새로운 모델을 제안하는 데 있다. 실험에서 보인 산란 각도는 원자핵 주변의 전하 분포와 크기에 대한 정보로 해석되었고, 이를 통해 원자가 대부분 빈 공간으로 이루어져 있으며, 중심에 밀집된 양전하를 가진 원자핵이 존재한다는 사실이 도출되었다. 이러한 발견은 현대 물리학의 발전에 중요한 전환점을 이…(생략)