1. 러더 포드의 금 포일 실험 (1911)
* 설정 : 알파 입자 (양으로 하전 된 헬륨 핵)를 얇은 금 포일 시트에서 발사 하였다.
* 관찰 :
* 대부분의 알파 입자는 호일을 똑바로 통과하여 원자가 대부분 빈 공간임을 나타냅니다.
* 작은 비율의 알파 입자가 큰 각도로 편향되었으며, 일부는 그들이 오는 방향으로 다시 튀어 나왔습니다. 이것은 원자 내에서 농축 된 양으로 하전 된 영역을 제안했다.
* 결론 : 이 실험으로 Rutherford는 원자의 핵 모델을 제안하게되었으며, 이는 작고 밀도가 높고 양으로 하전 된 핵이 중심에 상주하며 훨씬 더 큰 음으로 하전 된 전자의 구름으로 둘러싸여 있습니다.
2. 전자 회절
* 설정 : 전자 빔은 흑연과 같은 재료의 박막을 향합니다.
* 관찰 : 전자는 파도와 같은 거동을 나타내며 필름 뒤의 화면에서 간섭 패턴을 생성합니다. 패턴은 전자가 원자 구조와 상호 작용하여 원자의 크기와 모양과 전자의 배열을 나타냅니다.
* 결론 : 회절 패턴은 원자의 전자가 핵보다 훨씬 큰 부피를 차지한다는 것을 확인합니다.
3. 원자 스펙트럼
* 설정 : 원자는 여기 (가열되거나 가열)하고 빛을 방출합니다. 그런 다음이 빛은 프리즘 또는 회절 격자를 통과하여이를 구성 요소 파장으로 분리합니다.
* 관찰 : 방출 된 빛은 특정의 개별 파장으로 구성되어 선 스펙트럼을 형성합니다. 각 요소에는 고유 한 선 스펙트럼이 있습니다.
* 결론 : 방출 된 파장의 개별 특성은 원자의 전자가 특정 에너지 수준에서만 존재할 수 있음을 나타냅니다. 이것은 전자가 핵을 양자화 된 에너지 수준으로 공전한다는 생각을지지하여 더 큰 전자 구름으로 둘러싸인 작은 핵의 아이디어를 더욱 강화시킨다.
4. 핵 밀도
* 계산 : 핵의 밀도는 핵의 질량을 부피로 나누어 계산할 수 있습니다.
* 결과 : 핵 밀도는 일반적인 물질의 밀도와 비교하여 10^17 kg/m^3의 순서대로 엄청나게 높습니다 (예 :물은 약 10^3 kg/m^3). 이 극도의 밀도는 핵이 엄청나게 작다는 것을 확인합니다.
5. 원자 반응
* 관찰 : 원자 반응 (핵분열 및 융합)은 엄청난 양의 에너지의 방출을 포함합니다. 이 에너지는 핵 내에서 양성자와 중성자에 결합하는 강한 핵 힘에서 발생합니다.
* 결론 : 원자력 반응에서 방출 된 거대한 에너지는 핵 내에서 작용하는 거대한 힘을 보여 주며, 그 작고 조밀 한 성질을 더욱 강조합니다.
본질적으로, 이러한 실험, 관찰 및 계산은 모두 핵이 원자 부피의 작은 부분을 차지한다는 결론을 뒷받침하기 위해 수렴하는 반면, 전자는 훨씬 더 큰 영역에 걸쳐 확장되며 원자의 전체 크기에 크게 기여합니다. .
