α粒子散射实验α lizi sanshe shiyan

1909年英国物理学家卢瑟福与其助手所做的用α粒子轰击重金属箔的实验。是原子物理早期的重要实验之一。实验结果的分析，导致卢瑟福原子有核模型的确立。α粒子散射实验如图所示，R为一放有放射性物质的α粒子源，放射出高速α粒子，经栅栏D，使α粒广形成一平行射线束，通过很薄的金属箔F(金、银或铜等)后发生散射现象。通过金属箔后的α粒子，沿不同散射角ᵠ射出，打在沿着圆弧移动的荧光屏S上，发出闪光。用放大镜观察闪光，并记录下单位时间内的闪光次数，可以得到α粒子数目按不同散射角ᵠ的分布规律。实验结果显示，大多数α粒子经金属箔后，散射角ᵠ很小，平均只有2°～3°。但少数(约1/8 000)α粒子的散射角却很大，有的接近于180°而几乎被弹回来。这种大角度散射不可能由α粒子与电子的碰撞产生，因为α粒子的质量远大于电子质量，约为电子质量的7 500倍。碰撞时，不会引起α粒子运动方向发生显著改变，更不会引起大角度散射。即使假定α粒子和原子中的电子碰撞多次，计算结果也与实验不符(用汤姆孙模型计算，大角度散射的比率仅为1/10(3500))。据此，卢瑟福推想，在原子中一定存在一个带正电荷的核，它集中了原子的大部分质量。α粒子碰到核上，受到一个极强的电场力作用，才发生大角度偏折。他用这个模型进行了理论计算，结果与实验基本相符。1911年，卢瑟福发表了题为《物质对α、β粒子的散射和原子构造》的论文，提出厂原子的有核模型。