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Lez ione 6
L’elettricità
neozelandese
Ernest Rutherford
(1871-1937) e più volte modificato in fasi
successive.
Secondo questo modello ogni atomo è simile a un piccolo sistema planetario,
al centro del quale, in una zona avente dimensioni dell’ordine di grandezza
di 10
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15
m definita
nucleo
, sono concentrati due tipi di particelle, i
protoni
e
i
neutroni
, mentre altre particelle, gli
elettroni
, orbitano attorno al nucleo;
per dare un’idea, come i pianeti orbitano intorno al Sole (
figura 23
).
Ecco le principali caratteristiche di questo modello atomico.
•
la massa del protone e del neutrone è circa 1836 volte più grande di quella
dell’elettrone; quindi la massa dell’atomo è praticamente tutta concentrata
nel nucleo;
•
la carica positiva, essendo portata dai protoni, è tutta localizzata nel
nucleo;
•
la carica negativa è portata dagli elettroni e quindi è esterna al nucleo;
•
in condizioni normali, il numero degli elettroni in un atomo è eguale a
quello dei protoni, per cui ogni atomo è elettricamente neutro;
•
dal momento che il diametro del nucleo è circa 100000 volte più piccolo di
quello di un atomo, si comprende come l’atomo, proprio come un sistema
planetario, sia per la maggior parte vuoto.
4
realtà e modelli
Il punto di partenza di ogni ricerca scientifica è sempre l’
esperienza
. Quando
lo scienziato viene a conoscenza di fenomeni inerenti a un sistema fisico,
non si limita alla loro descrizione e alla quantificazione delle grandezze che
vi prendono parte; il suo scopo finale è risalire alle origini di tali fenomeni.
È con questo intendimento che si configurano dei
modelli
, cioè delle
rappresentazioni semplificate della realtà, sui quali è possibile elaborare
delle teorie che consentano di formulare una spiegazione logica di una
determinata classe di fenomeni. La teoria atomica e molecolare di Dalton,
ad esempio, è un modello della struttura della materia che consente una
coerente spiegazione di molti fenomeni chimici. Il modello atomico di
Rutherford, invece, è una configurazione di come possano essere distribuite
le cariche elettriche all’interno degli atomi. È opportuno precisare che:
La differenza delle espressioni è sottile, ma fondamentale. Anche la teoria del
Big Bang è un modello relativo alla nascita dell’Universo; ma per quanto possa
essere affascinante, un modello non deve essere considerato come una verità
ultima e indiscutibile. La validità di un modello risiede nella sua capacità non
solo di spiegare fenomeni già noti, ma anche di prevederne di nuovi. Quando
le idee espresse non trovano riscontro nella realtà sperimentale, un modello
deve essere modificato o addirittura sostituito.
Questo, appunto, accadde al modello atomico di Rutherford, il quale
sottoposto a molteplici verifiche sperimentali rivelò la sua insufficienza
a spiegare alcuni fenomeni. Di conseguenza, dapprima gli furono
applicate alcune sostanziali modifiche, e poi fu in seguito definitivamente
abbandonato. La descrizione, seppure sommaria, dei modelli che lo hanno
sostituto, sarà un argomento delle Unità dedicate alla fisica atomica. Per
quanto verrà esposto qui di seguito, il modello atomico di Rutherford sarà
più che sufficiente.
affermando che “l’atomo è come un piccolo sistema planetario” non si deve
pensare che l’atomo sia un sistema planetario in miniatura; piuttosto si deve
intendere che
alcuni fenomeni che si possono osservare si evolvono proprio
come se l’atomo fosse un piccolo sistema planetario
.
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figura 23
II modello atomico
planetario di Rutherford.
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