Transcript 离子散射实验――叶璐琛.ppt

卢瑟福的α粒子散射实验
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α粒子散射实验，又称金箔实验或卢瑟福α粒子散射实
验[1]。是1909年汉斯·盖革和恩斯特·马斯登在欧内斯
特·卢瑟福指导下于英国曼彻斯特大学做的一个著名物理
实验。 试验过程： 在一个铅盒里放有少量的放射性
元素钋(Po)，它发出的α射线从铅盒的小孔射出，形成一
束很细的射线射到金箔上。当α粒子穿过金箔后，射到荧
光屏上产生一个个的闪光点，这些闪光点可用显微镜来观
察。为了避免α粒子和空气中的原子碰撞而影响实验结果，
整个装置放在一个抽成真空的容器内，带有荧光屏的显微
镜能够围绕金箔在一个圆周上移动
实验结果表明，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方
向前进，但有少数α粒子发生了较大的偏转，并有极少数α
粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°而被反弹
回来，这就是α粒子的散射现象。
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发生极少数α粒子的大角度偏转现象是出乎意料的。
根据汤姆孙模型的计算，α粒子穿过金箔后偏离原来方向
的角度是很小的，因为电子的质量不到α粒子的1/7400，
α粒子碰到它，就像飞行着的子弹碰到一粒尘埃一样，运
动方向不会发生明显的改变。正电荷又是均匀分布的，α
粒子穿过原子时，它受到原子内部两侧正电荷的斥力大部
分相互抵消，α粒子偏转的力就不会很大。然而事实却出
现了极少数α粒子大角度偏转的现象。卢瑟福后来回忆说：
“这是我一生中从未有的最难以置信的事，它好比你对一
张纸发射出一发炮弹，结果被反弹回来而打到自己身
上……”卢瑟福对实验的结果进行了分析，认为只有原子
的几乎全部质量和正电荷都集中在原子中心的一个很小的
区域，才有可能出现α粒子的大角度散射。由此，卢瑟福
在1911年提出了原子的核式结构模型，认为在原子的中
心有一个很小的核，叫做原子核(nucleus)，原子的全部
正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子
在核外空间里绕着核旋转。
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欧内斯特·卢瑟福(Ernest
Rutherford, 1871—1937)
英国物理学家，1908年度诺
贝尔化学奖的获得者。
卢瑟福是二十世纪最伟大的
实验物理学家之一，在放射性
和原子结构等方面，都做出了
重大的贡献。
卢瑟福被称为近代原子核物理
学之父。
卢瑟福提出的原子结构的行星模型