Dalam eksperimen Rutherford tahun 1911, partikel alpha yang dikirimkan ke lapisan emas tipis mengalami "backscattering". Artinya, partikel alpha tidak hanya berpindah arah sedikit, tetapi juga dapat berubah arah hingga lebih dari 90 derajat dan menjadi "terbalik" kembali. Dalam artikel ini, kita akan membahas konsep backscattering dan bagaimana eksperimen Rutherford memunculkan model atom nuklir.

Backscattering

Dalam eksperimen Rutherford, partikel alpha yang dikirimkan ke lapisan emas tipis mengalami scattering. Scattering adalah proses perubahan arah partikel oleh interaksi dengan partikel lainnya. Dalam kasus ini, partikel alpha yang memiliki muatan positif dipengaruhi oleh gaya tolak antara partikel alpha dan inti atom emas, yang juga memiliki muatan positif. Karena itu, partikel alpha berubah arah dan menjadi "terbalik" kembali.

Namun, perlu diingat bahwa backscattering tidak sama dengan refleksi. Refleksi terjadi ketika sudut datang = sudut bangkitan. Scattering, sebaliknya, tidak memiliki hubungan matematis yang tetap antara sudut sebelum interaksi dan sudut setelah interaksi. Partikel alpha dapat berubah arah sedikit atau secara signifikan, sehingga menjadi "terbalik" kembali.

Eksperimen Rutherford

Pada tahun 1911, Rutherford dan timnya melakukan eksperimen untuk menguji teori tentang struktur atom. Mereka menggunakan partikel alpha sebagai sumber sinar X yang dipancarkan ke lapisan emas tipis. Dalam eksperimen ini, mereka menemukan bahwa hanya sebagian kecil dari partikel alpha yang terbalik kembali, dan jumlahnya sangat sedikit.

Dari hasil eksperimen ini, Rutherford berargumentasi bahwa muatan positif atom harus terkonsentrasi pada inti atom. Karena itu, partikel alpha yang mendekati inti atom akan mengalami gaya tolak yang kuat dan menjadi "terbalik" kembali. Sementara partikel alpha yang melewati inti atom dengan jarak yang lebih jauh tidak akan terpengaruh oleh inti atom dan akan melaju secara normal.

Model Atom Nuklir

Berdasarkan hasil eksperimen, Rutherford mengajukan model atom nuklir. Menurut model ini, atom terdiri atas inti atom (nucleus) yang terkonsentrasi pada pusat dan diiringi oleh elektron yang berputar dalam orbit-orbitnya.

Model Atom Nuklir

• Inti atom (nucleus) sebagai tempat konseksi muatan positif dan sebagian besar massa atom
• Elektron yang berputar dalam orbit-orbitnya sekitar inti atom
• Elektrostatik sebagai gaya sentripetal yang mempertahankan elektron dalam orbit-orbitnya

Dalam model ini, Rutherford juga menyarankan bahwa ukuran inti atom sekitar 10-15 m atau 10-14 m. Hal ini berbeda dengan teori kinetik yang mengatakan bahwa ukuran atom sekitar 10-10 m atau sekitar 10.000 hingga 100.000 kali lebih besar dari ukuran inti atom.

Dengan demikian, model atom nuklir Rutherford memungkinkan kita untuk memahami struktur dan sifat atom dengan lebih baik.