Experimento de Rutherford

En 1911 se creía que los átomos estaban compuestos por una esfera con carga positiva repartida uniformemente por todo su volumen, y que dentro de ésta se encontraban unas pequeñas partículas, llamadas electrones, con carga negativa y una masa muy pequeña. También se conocía que el tamaño de los átomos debía de ser del orden de un angstrom (10^-10 metros, una diez mil millonésima parte del metro).

Entonces, un experimento que se les ocurrió hacer para comprobar dicho modelo del atomo, conocido como modelo de Thomson, a Geiger y a Marsden (a sugerencia de Rutherford), fue lanzar partículas alpha (partículas que tienen carga positiva) contra una fina lámina de oro.

¿Qué debería ocurrir?

Dado que se lanzaban partículas con carga positiva y con una masa mucho mayor a los electrones, deberían ser atraídas por dichos electrones, a la vez que serían repelidas por la carga positiva del átomo. Debido a que la carga positiva del átomo estaba difusa por todo el volumen de la esfera, esta carga no debería interferir demasiado. Y como la masa de las partículas alfa era mucho mayor a la de los electrones, la fuerza que ejercían los electrones debería de desviar un ángulo pequeño a las partículas, obteniendo que éstas se dispersaban ligeramente respecto de su dirección inicial.

¿Qué se observó?

Lo que realmente se observó fue que un gran número de las partículas lanzadas se desviaba un pequeño ángulo, lo que cumplía las previsiones.
Sin embargo, también se observó que varias partículas eran repelidas unos ángulos enormes, llegando algunas incluso a “dar marcha atrás” y salir en dirección contraria a donde se estaban lanzando.

Esto, para la idea que se tenía acerca del átomo, era tan impresionante e imprevisible que, en palabras del propio Rutherford, era igual a si se disparaba una bala contra una hoja de papel y ésta rebotase.

Conclusiones y nuevo modelo

Por lo tanto, la única salida posible fue que el modelo de Thomson era erróneo, y la carga positiva del átomo se debería concentrar en una esfera (el núcleo) de pequeño diámetro en el centro de éste.
Con esto, se tenía que si las partículas pasaban a una distancia suficiente, se obtenía un comportamiento similar al modelo de Thomson. Mientras que si las partículas se acercaban de frente al núcleo, éstas deberían ser repelidas hacia atrás, que era exactamente lo que ocurría.
A este modelo se le llamó modelo de Rutherford por ser él quien lo enunció, y consiguió traer de nuevo la paz a la física, con una teoría consistente con la experiencia, aunque por muy poco tiempo…