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Atommodelle
Rutherford beschoss dünne Metallfolien mit a -Teilchen. a -Teilchen werden beim radioaktiven Zerfall freigesetzt und bestehen aus 2 Protonen und 2 Neutronen. Rutherford stellte fest, dass auch a -Teilchen dünne Metallfolien weitgehend ungestört durchdringen können. Einige a -Teilchen werden von ihrem gradlinigen Weg abgelenkt, verlieren hierbei aber kaum an Geschwindigkeit. Hieraus kann man schließen, dass sie mit Partikeln zusammengestoßen sind, die eine erheblich größere Masse besitzen als sie selber. Diese Partikel sind die Atomkerne, in denen fast die gesamte Masse des Atoms konzentriert ist. Die Atomkerne sind ebenso wie die a -Teilchen positiv geladen. Beim Zusammenstoß sind deshalb coulombsche Abstoßungskräfte wirksam. Aus den beobachten Abstoßungswinkeln kann man auf die Größe der coulombschen Kräfte schließen. Aus der Größe der coulombschen Kräfte wiederum kann man mit Hilfe des coulombschen Gesetzes errechnen, dass sich die a -Teilchen den Kernen der Metallatome bis auf weniger als 10-14 m nähern. Da die Atome voneinander einen Abstand von ca. 10-10 m haben, folgt daraus, dass der Kerndurchmesser weniger als ein Zehntausendstel des Atomdurchmessers beträgt. Wenn der Atomkern den Durchmesser eines Stecknadelkopfes (ca. 1 mm) hätte, hätte das gesamte Atom demnach eine Größe von ca. 30 m.
Nils Bohr hat 1913 einen Ausweg aus diesem Widerspruch gewiesen, indem er zwei zunächst unbewiesene Behauptungen aufstellte:
1) Es gibt bestimmte Bahnen, in denen die Elektronen ohne Energieverlust um den Kern kreisen können. Diese Bahnen haben unterschiedliche Energieniveaus.
2) Beim Sprung von einer Bahn auf eine niedrigere wird die Energiedifferenz durch die Aussendung einer elektromagnetischen Welle mit der Frequenz f abgegeben.