Hier is een uitsplitsing van het experimentele bewijs dat het idee ondersteunt dat de kern een klein deel van het volume van het atoom inneemt:

1. Rutherford's Gold Foil Experiment (1911)

* Setup: Alpha -deeltjes (positief geladen heliumkernen) werden op een dunne vel goudfolie afgevuurd.

* Observaties:

* De meeste alfa -deeltjes gingen dwars door de folie, wat aangeeft dat atomen meestal lege ruimte waren.

* Een klein percentage alfa -deeltjes werd onder grote hoeken afgebogen, sommigen stuiterden zelfs terug in de richting waarin ze kwamen. Dit suggereerde een geconcentreerd, positief geladen gebied in het atoom.

* Conclusies: Dit experiment bracht Rutherford ertoe het nucleaire model van het atoom voor te stellen, waar een kleine, dichte, positief geladen kern zich in het midden bevindt, omringd door een veel grotere wolk van negatief geladen elektronen.

2. Elektronendiffractie

* Setup: Elektronenstralen worden gericht op dunne filmfilms, zoals grafiet.

* Observaties: De elektronen vertonen golfachtig gedrag en produceren interferentiepatronen op een scherm achter de film. De patronen laten zien dat elektronen interageren met de atoomstructuur, waardoor de grootte en vorm van de atomen en de opstelling van hun elektronen worden onthuld.

* Conclusies: De diffractiepatronen bevestigen dat de elektronen in een atoom een ​​veel groter volume bezetten dan de kern.

3. Atomic Spectra

* Setup: Atomen zijn opgewonden (verwarmd of energiek) en stoten licht uit. Dit licht wordt vervolgens door een prisma of diffractierooster geleid om het in zijn componentgolflengten te scheiden.

* Observaties: Het uitgezonden licht bestaat uit specifieke, discrete golflengten en vormen een lijnspectrum. Elk element heeft een uniek lijnspectrum.

* Conclusies: De discrete aard van de uitgezonden golflengten geeft aan dat elektronen in atomen alleen kunnen bestaan ​​in specifieke energieniveaus. Dit ondersteunt het idee dat elektronen de kern in gekwantiseerde energieniveaus draaien, waardoor het idee van een kleine kern omringd door een grotere elektronwolk verder wordt versterkt.

4. Nucleaire dichtheid

* Berekeningen: De dichtheid van de kern kan worden berekend door de massa van de kern te delen door zijn volume.

* Resultaten: Nucleaire dichtheid is ongelooflijk hoog, in de orde van 10^17 kg/m^3, vergeleken met de dichtheid van gewone materie (bijvoorbeeld water is ongeveer 10^3 kg/m^3). Deze extreme dichtheid bevestigt dat de kern ongelooflijk compact is.

5. Nucleaire reacties

* Observaties: Nucleaire reacties (splijting en fusie) omvatten de afgifte van enorme hoeveelheden energie. Deze energie komt voort uit de sterke nucleaire kracht die protonen en neutronen samenbindt in de kern.

* Conclusies: De immense energie die vrijkomt in nucleaire reacties toont de immense krachten die spelen in de kern, en benadrukt verder de compacte en dichte aard ervan.

In wezen convergeren deze experimenten, observaties en berekeningen allemaal om de conclusie te ondersteunen dat de kern een minuscule fractie van het volume van het atoom inneemt, terwijl de elektronen zich over een veel groter gebied verspreiden, aanzienlijk bijdragen aan de totale grootte van het atoom.