Tán xạ Rutherford – hạt alpha, hạt nhân và mô hình Thomson

Thí nghiệm bắn phá lá vàng của Rutherford là bằng chứng mở đầu cho bài Thành phần của nguyên tử trong chủ đề Cấu tạo nguyên tử, Hoá học 10. Mô phỏng Tán xạ Rutherford dựng lại thí nghiệm mà lớp học không thể làm trực tiếp, tính quỹ đạo hạt alpha bằng tích phân số theo đúng định luật Coulomb. Học sinh bắn chùm hạt alpha vào một hạt nhân (hoặc lưới nhiều hạt nhân mô phỏng lá vàng) và quan sát đường đi từng hạt: hầu hết đi thẳng, một số ít bị lệch hướng, rất hiếm hạt bật ngược trở lại gần như đúng hướng cũ. Chuyển sang mô hình Thomson (điện tích dương trải đều khắp nguyên tử), gần như không hạt nào lệch đáng kể — trái với kết quả thực nghiệm. Một hạt "ngắm" cho phép chọn khoảng nhắm b cụ thể rồi so góc lệch đo được với công thức tan(θ/2) = k·q1·q2/(2·E·b), giúp học sinh thấy hệ thức toán học đứng sau quan sát định tính. Câu hỏi gợi ý: – Vì sao phần lớn hạt alpha đi thẳng qua lá vàng? – Hạt alpha bật ngược trở lại chứng tỏ điều gì về kích thước và điện tích của hạt nhân? – Mô hình Thomson dự đoán kết quả thí nghiệm khác mô hình Rutherford như thế nào, và vì sao thực nghiệm bác bỏ mô hình Thomson?