Streu-Experimente mit festem Target - Das Rutherfordsche Streu-Experiment Das Ergebnis des Experiments war sehr überraschend. Die meisten Lichtblitze auf dem Detektorschirm zählte man zwar im erwarteten Bereich, es gab aber auch viele, die sich völlig außerhalb der Erwartungen befanden (siehe rechte Abbildung). Aufgrund der Lichtblitze ("Spuren") mussten Alphateilchen an bestimmten "harten Stellen" sogar teilweise in die Rückrichtung elastisch gestreut worden sein! Dieses Ergebnis ließ nur den Schluss zu, dass die Atome zum Großteil "leer" sind, aber einen kleinen und harten Kern besitzen, der als Streuzentrum dient.  Die Rückstreuung war für Rutherford so überraschend, dass er folgenden Vergleich zog: "Es ist, als ob man eine 15-Zoll-Granate auf Seidenpapier schießt, sie zurückgeschleudert wird und einen selbst trifft!". Rutherford hatte mit seinem Streuexperiment den ersten Beweis erbracht, dass Atome Kerne besitzen. Aus der Trefferhäufigkeit konnte man sogar die Größe des Atomkerns - etwa ein Hunderttausendstel des Atomdurchmessers - abschätzen.  Im neuen Rutherfordschen-Atommodell konnte die Ablenkung der Alphateilchen, wie in der Abbildung rechts dargestellt, erklärt werden. Im Allgemeinen können aus Streuprodukten und ihren Eigenschaften wie Ort (d.h. Flugbahn), Ladung, Energie, Impuls, Lebensdauer etc. Rückschlüsse auf die Eigenschaften der inneren Struktur gezogen werden. So kann man z.B. untersuchen, ob die innere Struktur aus kleineren Teilchen besteht, oder welche Kraft die Bestandteile eines Teilchens zusammenhält. An dieser Stelle mag man sich zu Recht fragen, wie denn bei einer Streuung an so vielen Streuzentren (hier: Kerne der Goldatome) überhaupt eine Aussage aus den Streurichtungen der gestreuten Teilchen gezogen werden kann. Ein Teilchen könnte doch an vielen Atomkernen nacheinander gestreut werden (Mehrfachstreuung), oder die Teilchen könnten den Kernen alle nur bis auf einen bestimmten Abstand nahe gekommen sein und damit ein verfälschtes Bild von scheinbar großen Kernen liefern. Entscheidend hierbei sind folgende, für Streuexperimente geltenden Voraussetzungen bzw. Näherungen: Die Dicke des Targets in Strahlrichtung muss klein sein (wenige mm). Nur dann kann die Anzahl der Mehrfachstreuungen gegenüber den betrachteten Einfachstreuungen vernachlässigt werden. Das Target hat quer zur Strahlrichtung immer eine so große Ausdehnung, dass alle Teilchen des Strahls treffen. Die gestreuten Teilchen werden üblicherweise als punktförmig betrachtet. Die Anzahl der gestreuten Teilchen und der Streuzentren muss ausreichend groß sein. Es leuchtet ein, dass man aus der Streuung von zwei Teilchen an einem Target kaum Aussagen über dessen Struktur machen kann. Man benötigt eine Vielzahl von Teilchen, die pro Fläche und Zeit auf das Target treffen. Wenn man das Auftreffen der Teilchen auf ein Target mit dem Auftreffen von Regentropfen auf ein Fußballfeld vergleicht, so muss übertragen darauf gelten, dass auf jeden mm2 (oder noch kleinere Teilflächen) des Feldes in etwa gleich viele Regentropfen pro Zeit fallen sollten. Man erkennt an diesem Beispiel, dass diese Forderung umso besser erfüllt wird, je stärker es regnet oder je länger der Zählzeitraum gewählt wird.