안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
러더퍼드는 얇은 금박에 플러스 전하를 띤 알파 입자를 쏘는 실험을 통해, 대부분의 입자는 통과하지만 극히 일부가 큰 각도로 튕겨 나오는 현상을 발견했습니다. 이를 통해 그는 원자 중심에 질량 대부분을 차지하고 플러스 전하를 띤 매우 작고 단단한 '원자핵'이 존재하며, 원자 내부의 대부분은 텅 빈 공간이라는 사실을 알아냈습니다. 이를 바탕으로 러더퍼드는 중심의 원자핵 주위를 마이너스 전하를 띤 전자가 행성처럼 도는 '행성 모형'을 제시했습니다.
이는 스승인 톰슨의 원자 모형과 명확한 차별성을 가집니다. 톰슨의 모형은 플러스 전하가 넓게 퍼진 구체에 전자가 박혀 있는 '건포도 푸딩 모형'이었습니다. 이 구조라면 알파 입자가 강하게 튕겨 나갈 수 없으므로, 러더퍼드는 대각선이나 정반대로 튕겨 나간 입자의 궤적을 통해 플러스 전하가 중심에 초고밀도로 집중되어 있음을 증명했습니다.
또한 전하와 질량으로 가득 찬 덩어리 구조였던 톰슨 모형과 달리, 러더퍼드 모형은 원자의 핵심이 아주 작은 중심에 몰려 있고 나머지는 '대부분 빈 공간'이라는 혁신적인 패러다임을 제시하며 현대적 원자 구조의 기틀을 마련했습니다.