【关于卢瑟福的 alpha 粒子轰击金箔的实验?】1909年,英国物理学家欧内斯特·卢瑟福(Ernest Rutherford)和他的学生汉斯·盖革(Hans Geiger)以及欧内斯特·马斯顿(Ernest Marsden)共同进行了一项具有划时代意义的实验——“α粒子轰击金箔实验”。该实验不仅推翻了当时流行的“葡萄干布丁模型”,还为原子结构的研究奠定了基础。
实验背景
在卢瑟福之前,汤姆逊提出了“葡萄干布丁模型”,认为原子是由带正电的球体和嵌在其中的负电电子组成。然而,这一模型无法解释一些实验现象,如α粒子在物质中的散射情况。
实验目的
通过观察α粒子(即氦核)穿过极薄的金箔时的散射情况,验证原子内部结构是否均匀,从而检验当时的原子模型。
实验过程与结果总结
项目 | 内容 |
实验者 | 欧内斯特·卢瑟福、汉斯·盖革、欧内斯特·马斯顿 |
时间 | 1909年 |
实验材料 | α粒子源(如镭)、金箔、荧光屏、显微镜 |
实验方法 | 将α粒子束射向极薄的金箔,用荧光屏记录散射情况 |
预期结果 | 根据“葡萄干布丁模型”,α粒子应几乎不发生偏转 |
实际结果 | 大部分α粒子直线穿过金箔;少数发生小角度偏转;极少数发生大角度甚至反弹 |
实验结论
1. 原子大部分是空的:大多数α粒子直接穿过金箔,说明原子内部空间广阔。
2. 原子中心有高密度的正电荷区域:少数α粒子发生大角度偏转,表明存在一个质量大、体积小的正电荷核心。
3. 提出“原子核”概念:卢瑟福据此提出原子由原子核和绕核运动的电子组成,即“行星模型”。
实验意义
- 推翻了“葡萄干布丁模型”,开启了现代原子结构研究的新篇章。
- 为后来的量子力学发展提供了实验基础。
- 被称为“物理学史上最重要的实验之一”。
总结
卢瑟福的α粒子轰击金箔实验是一个经典的科学探索案例,它不仅揭示了原子结构的奥秘,也展示了实验在科学发现中的关键作用。通过这个实验,人类对微观世界的理解迈出了重要的一步。