盧瑟福的a粒子散射實驗 盧瑟福的a粒子散射實驗內容


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2、盧瑟福散射實驗是近代物理科學發展史中最重要的實驗之一 。在1897年湯姆遜(J.J.Thomson)測定電子的荷質比 , 提出了原子模型,他認為原子中的正電荷分布在整個原子空間,即在一個半徑R≈10m區間,電子則嵌在布滿正電荷的球內 。電子處在平衡位置上作簡諧振動,從而發出特定頻率的電磁波 。簡單的估算可以給出輻射頻率約在紫外和可見光區,因此能定性地解釋原子的輻射特性 。但是很快盧瑟福(E.Rutherford)等人的實驗否定這一模型 。1909年盧瑟福和他的助手蓋革(H.Geiger)及學生馬斯登(E.Marsden)在做α粒子和薄箔散射實驗時觀察到絕大部分α粒子幾乎是直接穿過鉑箔,但偶然有大約1/800α粒子發生散射角大于90 。這一實驗結果當時在英國被公認的湯姆遜原子模型根本無法解釋 。在湯姆遜模型中正電荷分布于整個原子 , 根據對庫侖力的分析 , α粒子離球心越近,所受庫侖力越小 , 而在原子外,原子是中性的,α粒子和原子間幾乎沒有相互作用力 。在球面上庫侖力最大,也不可能發生大角度散射 。盧瑟福等人經過兩年的分析,于1911年提出原子的核式模型,原子中的正電荷集中在原子中心很小的區域內 , 而且原子的全部質量也集中在這個區域內 。原子核的半徑近似為10,約為原子半徑的千萬分之一 。盧瑟福散射實驗確立了原子的核式結構,為現代物理的發展奠定了基石 。
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