Wenn Sie wissen möchten, was in Ihrem Kuchen drin ist, welche Möglichkeiten haben Sie?

  1. Zerkrümeln. Sie brauchen dazu eine Hand in der Größenordnung des Kuchens. Nachteil: Sie wissen danach nicht, wie die Einzelteile angeordnet waren.
  2. Zerschneiden. Sie brauchen dazu ein Messer von der Größenordnung des Kuchens.
  3. Etwas draufschießen. Sie brauche dazu kleine Geschoße. Je nachdem, ob sie ihre Flugbahn auf dem Weg durch den Kuchen ändern, sind sie auf etwas Festes gestoßen oder nicht.

Der dritte Punkt war die Strategie Ernest Rutherfords, 1911. Zu diesem Zeitpunkt wusste man schon, dass es positive und negative Ladungen im Atom gibt, man glaubte aber, ein Atom wäre wie ein Kuchen, also vollständig ausgefüllt.

Rutherford fand heraus, dass das Atom aus einem positiv geladenen Kern (Protonen, Neutronen kannte man noch nicht) besteht, der sehr klein und massereich ist, dann kommt ziemlich viel „Nichts“, und dann die Hülle mit den Elektronen, deren Masse nur 1/2000 der eines Protons ist.

Das Experiment funktionierte mit Heliumkernen (positiv geladen, keine Elektronen), die auf eine sehr dünne Goldfolie geballert wurden. Die meisten dieser Kerne flogen ziemlich geradlinig durch das die dünne Goldfolie (die Goldatome), wurden vielleicht etwas abgelenkt, und selten wurde ein Heliumkern arg zurückreflektiert, so als ob es auf ein großes Hindernis geprallt wäre. Ja, das war ein Treffer mit einem Atomkern.

Die Neutronen wurden übrigens erst 1932 entdeckt.

Details zum Weiterlesen:

https://de.serlo.org/physik/atom–kernphysik/atommodelle/rutherfordscher-streuversuch