Electrones en el experimento de la lámina de oro de Rutherford

Question

He estado leyendo un capítulo de mi texto de física. En él aparece el experimento de la lámina de oro de Rutherford.

Allí se dice que se proyectaron partículas de helio doblemente cargadas (partículas alfa) sobre una lámina de oro muy fina. La mayoría de las partículas alfa las atravesaron directamente, pero algunas rebotaron porque las partículas positivas (protones) del núcleo las repelieron. Lo positivo y lo no positivo siempre se repelen.

Si la carga era la razón por la que algunas de las partículas alfa rebotaban, entonces ¿por qué los electrones (negativos) de los átomos de oro, que son mucho más pequeños que los protones, no fueron atraídos por las partículas alfa? Los positivos y los negativos se atraen.

Habría pensado que las partículas alfa doblemente cargadas serían atraídas por los electrones negativos.

Answer 1

Lo hicieron.

Las partículas alfa son más de siete mil veces más pesadas que un electrón.

Además, las partículas alfa tienen mucha energía, unos 5MeV, y la primera energía de ionización del oro es de unos 9 eV.

Por ello, los alfas pueden golpear bastantes electrones sin verse demasiado afectados. Piensa en un autobús escolar a toda velocidad y una sandía :)

(Referencias: http://dept.astro.lsa.umich.edu/~cowley/ionen.htm y http://en.wikipedia.org/wiki/Alpha_particle#Energy_and_absorption )

Answer 2

Principalmente por el hecho de que un núcleo es mucho, mucho más pesado que los electrones, y los electrones están muy dispersos en un átomo. Además, la lámina de oro tiene una carga global neutra, por lo que no desvía la trayectoria a menos que las partículas alfa se acerquen bastante a la lámina. La probabilidad de acercarse a un núcleo es muy baja comparada con la de atravesar el espacio vacío. Esto es aún menor para el electrón.