آزمایشهای زیادی در مورد تجزیه پذیر بودن هسته مواد رادیو اکتیو انجام گرفته است که مثالهای برجسته آنها، آزمایشهای بکرل، مادام کوری ، رادرفورد است که پیدایش سه نوع اشعه آلفا ، بتا ، گاما از تجزیه و تلاشی هسته مواد رادیواکتیوی چون رادیم را ثابت کرد.

شکل زیر، آزمایش اول رادرفورد را که برای تشخیص و بررسی سه نوع اشعه رادیو اکتیو است، نشان می‌دهد.

رادرفورد مقداری از یک ماده رادیو اکتیو (کلرید رادیم) را در یک محفظه سربی قرار داد و یک صفحه فلوئورسان در مقابل روزنه آن گذاشت، لکه‌ای نورانی روی صفحه فلوئورسان مشاهده شد. سپس یک میدان الکتریکی یا مغناطیسی در اطراف روزنه قرار داد و مشاهده کرد لکه نورانی تبدیل به سه لکه نورانی شد و این اشعه‌ها را  نامید.

اشعه آلفا  به قطب منفی منحرف می‌شد پس نتیجه گرفت بار مثبت دارد. اشعه  با انحراف بیشتری به سوی قطب مثبت می‌رفت، پس دارای بار منفی بود، اشعه نیز در هیچ میدانی منحرف نمی‌شد.

نکته: انحراف پرتوبتا درمیدان الکتریکی بیشتر از آلفااست زیرا بتااز جنس الکترون جرم آن نسبت به آلفا که از جنس هلیم دوبار مثبت است .هر چند که بار ذرات آلفا از بار ذرات بتا بیشتر است ، ولی چون جرم ذرات آلفا خیلی خیلی بیشتر از جرم ذرات بتا است ( حدود ۸۰۰۰ برابر ) لذا میزان انحراف پرتوی آلفا در میدان الکتریکی کمتر از پرتوی بتا است . در واقع می توان گفت نسبت بار به جرم ذرات بتا از ذرات الفا بیشتر است . ( هرچه نسبت بار به جرم بیشتر باشد انحراف بیشتر است)

 مقایسه میزان نفوذ پذیری پرتوهای حاصل از اشعه رادیواکتیو :چون رادرفورد نتوانست با مدل تامسون پدیده رادیواکتیو را توجیه کند پس در درستی این مدل شک کرد و برای اثبات شک خود آزمایش دوم خود را ترتیب داد.او در این آزمایش ورقه نازکی از طلا را بوسیله ذرات آلفا بمباران کرد به امید آن که تمام ذرات آلفا از ورقه طلا عبور کنند ولی بر خلاف انتظار او برخی از ذرات آلفا به عقب برگشتند پس رادرفورد ثابت کرد که مدل تامسون مدل صحیحی برای اتم نیست.

مقایسه میزان نفوذ پذیری پرتو های حاصل از اشعه رادیو اکتیو :

آلفا < بتا < گاما

گاما " انرژی زیاد ( فرکانس بالا ) ولی طول موج کم  -----  در مقابل ورقهی سربی ضخیم متوقف می شود ( بلوک سربی )

بتا " در مقابل ورقه ی آلومینیومی متوقف می شود

آلفا " انرژی کم ( فرکانس پایین ) ولی طول موج بلند -----  در مقابل ورقه ی کاغذ منحرف می شود.

ازمایش سوم رادرفورد:

بمباران کردن ورقه نازکی از طلا با پرتوهای آلفا

رادرفورد با ازمایش معروف خود(ذره الفا و ورقه طلا)مدل اتمی تامسون را رد کرد.رادرفورد پرتو الفا را به سمت ورقه طلا روانه کرد و مشاهده کرد پرتو الفا به ۳ دسته تقسیم میشوند:

 ۱)بیشتر ذره های الفا بدون انحراف و در مسیری مستقیم از ورقه نازک طلا عبور میکنند

*بیشتر حجم اتم را فضای تو خالی تشکیل میدهد.

۲)تعداد زیادی از ذره های الفا با زاویه اندکی از مسیر اولیه منحرف شده اند.
*یک میدان الکتریکی قوی در اتم وجود دارد.

۳)تعداد بسیار اندکی از ذره های الفا(حدود ۲۰۰۰/۱)با زاویه بیش از ۹۰ درجه از مسیر اولیه منحرف میشوند.
*اتم طلا هسته ای بسیار کوچک با جرم بسیار زیاد دارد.

 

 

علت انتخاب طلا و ذره الفا در ازمایش رادرفورد
فلز طلا خاصیت چکش خواری خوبی دارد و به راحتی می توان ورقه ی بسیار نازکی از ان ساخت در واقع رادرفورد به دنبال یک ورقه ی خیلی نازک از یک فلز بود و چون شکل دادن و نازک کردن طلا از همه اسان تر بود ورقه ی طلا را برای ازمایش خود برگزید دلیل دوم این که رادرفورد به دنبال یک فلز سنگین بود که تعداد الکترون های زیادی دارد و می خواست میزان پراکندگی ذدات الفا را در این اتم سنگین با تعداد الکترون های زیاد بررسی نماید.دلیل انتخاب پرتو الفا هم باردار بودن و سنگین بودن ان است در صودت سنگین بودن پرتو به اسانی از مسیر خود منحرف نمیشود.

در سال ۱۹۱۹ پروتون توسط رادر فورد شناسایی و نام گذاری شد.