Elektronen beim Rutherfordexperiment

mike01 · Gast

Hallo!

Ich hätte eine kurze (und vermutlich peinliche) Frage zum Rutherford-Experiment. Leider konnte ich über die Suchfunktion nichts finden.

Beim Rutherfordversuch wurden geladene Teilchen (alpha-Teilchen) gegen eine Goldfolie "geschossen". In jedem Buch bzw. auf jeder Webseite die ich mir angesehen hab wird immer nur von dem "Kern der Goldatome" gesprochen, aber die Elektronen der Goldatome werden immer total ignoriert. Warum?

Die Goldatome müssten nach außen ungeladen sein. Im Demtröder hab ich lediglich das hier gefunden:

"[...] Schießt man diese Teilchen auf Atome B, so werden die Elektronen der Atome wegen ihrer kleinen Masse nur sehr wenig zur Ablenkung der Alpha-Teilchen beitragen. Die Ablenkung wird also im Wesentlichen durch die Verteilung der massereichen positiven Ladungsträger bewirkt."

Aber ehrlich gesagt ergibt diese Erklärung recht wenig Sinn für mich. Wieso ist die Masse bei Coulombkräften relevant? Die Kraft entsteht durch die Ladung und die Gravitationskraft ist hier offensichtlich irrelevant.

Das Einzige was ich sehe ist, dass die Elektronen eine höhere Beschleunigung (a=F/m) erfahren müssten als die alpha teilchen, da eben die Masse sehr viel geringer ist. Aber auch das scheint nicht relevant zu sein.

Kennt sich damit zufällig jemand aus und könnte mir etwas dazu sagen?

Schöne Grüße, danke fürs Lesen!

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5852

Ich finde, es ergibt intuitiv schon Sinn, dass man die Elektronen bei der Berechnung des Streuwinkels vernachlässigen darf. Ein Alpha-Kern ist gut 7000 mal massereicher als ein Elektron. Wie also soll das Elektron merklich den Impuls des Alpha-Kerns ändern, der Gesamtimpuls muss ja erhalten bleiben?

Vgl. auch den maximalen Ablenkungswinkel beim elastischen Stoss zweier Massen m1, m2, mit m1>m2:

(siehe Demtröder Bd. 1, Kap. 4.2.2.)

mike01 · Gast

Vielen Dank für die Antwort bzw. Erklärung! Ich glaube, jetzt hab ichs verstanden.

Ich habe mir das im Demtröder auch angesehen (danke!). Im Nachhinein ist mir ehrlich gesagt nicht mehr ganz klar, wieso ich nie an die Impulserhaltung gedacht hab..

Vielen Dank nochmal! Wünsche noch einen schönen Abend. Big Laugh