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Hans

Rutherfordscher Streuversuch

Das noch heute gültige Atommodell stellte Ernest Rutherford auf und begründete es mit seinem Rutherfordschen Streuversuch. Dieser historische Versuch auf der Suche nach den kleinsten Teilen ist aufwendig und mitunter auch gefährlich. Damit du ihn trotzdem machen kannst, gibt es den Streuversuchssimulator von OFactory!

Status: Fertigstellung


„Es war beinahe so unglaublich, als wenn man mit einer 15-Zoll-Granate auf ein Stück Seidenpapier schießt und die Granate zurückkommt und einen selbst trifft.“ - Ernest Rutherford





Idee und Versuchsaufbau

Atomsimulator
Rutherford schoss zusammen mit seinen Mitarbeitern α-Teilchen auf eine Goldfolie und beobachtete wie diese abgelenkt wurden. Dadurch wollte er die Beschaffenheit von kleinsten Teilchen herausfinden. Als α-Teilchen-Emitter benutzte er radioaktives Material, das sich in einem Bleikasten mit einem Loch befand. Vor diesem Loch spannte er in einigem Abstand eine 5 µm dünne Goldfolie (etwa 1000 Atomschichten). Um diesen Aufbau wurde ein Fotoschirm gespannt, der die Ablenkung der α-Teilchen beobachtbar machen sollte.

Die Simulation

Atomsimulator
Der Simulator hat 3 Bereiche:
  1. Live-Ansicht des Versuchs von oben
  2. ausgerollter Beobachtungsschirm
  3. Kontrollpanel
Das Herzstück der Simulation ist die Ansicht des Versuchsaufbaus von oben. Hier kann der Versuch live mitverfolgt werden. Man sieht wie α-Teilchen aus dem Emitter auf die Goldfolie geschossen werden, wie sie von dort abprallen und wo sie aufkommen. Zur besseren Beobachtung verfärben sich die Punkte auf dem Schirm, die häufiger von α-Teilchen getroffen werden von schwarz über rot zu gelb(siehe Legende).
Zusätzlich kann man auch den Schirm im ausgerollten Zustand sehen, was die Auswertung erleichtert. Auch diese Ansicht kann live mitverfolgt werden.
Alle Funktionen zur Beeinflussung der Simulation befinden sich im Kontrollpanel. Hier wird gestartet, pausiert und die Geschwindigkeit der Simulation beeinflusst. Außerdem kann man ablesen, wie viele α-Teilchen emittiert wurden und wie viele von der Goldfolie abgeprallt sind.

Download

Windows


Atomsimulator

Theoretische Grundlagen

Mit diesem Versuch stützte Rutherford seine These, dass die Atome (von griechisch ἄτομος átomos‚ unteilbar) aus einem positiv geladenen Atomkern und einer negativ geladener Atomhülle bestehen. Der Atomkern ist etwa 23000-mal kleiner als die Hülle und hat gleichzeitig fast die gesamte Masse inne.
Das erklärt warum die meisten α durch die Goldschicht passieren konnten, während wenige abgelenkt wurden. Die α-Teilchen können die weitgehend leere Atomhülle durchlaufen, während sie am dichten Atomkern abprallen.