方法进阶科技与发明
α粒子散射实验
也叫:a粒子散射实验、金箔实验、α粒子轰击实验
用高速粒子轰击薄箔观察散射,推断物质内部结构
📍 剑桥、欧洲科技
核心讲解
卢瑟福想验证老师汤姆逊的"西瓜模型"(原子像西瓜,正电荷均匀分布,电子是瓜子)。他用α粒子(原书排印作拉丁字母a)做"炮弹"轰击金属箔,旁边放硫化锌荧光屏和显微镜观察。
结果出乎意料:绝大多数α粒子直接穿过金属箔飞走,只有个别被弹了回来。如果原子真像实心球或均匀西瓜,粒子应该都被挡住或稍微偏转,而不是绝大多数穿过、极少数弹回。
卢瑟福由此推断:原子内部大部分是空的,所以粒子能穿过去;中心有一个很小但很硬的核,极少数粒子撞上它才被弹回。书外
费曼版:用大白话再讲一遍
就像你隔着一堵墙想知道墙后面是什么。你朝墙上扔一堆乒乓球,发现绝大多数球直接穿过去了,只有极个别球被弹了回来。这说明墙不是实心的——它大部分是空的,只有中间有个很硬的东西。你没看到那个东西,但从球的轨迹推断出来了。
要点
- 用α粒子轰击金属箔
- 绝大多数穿过,极少数弹回
- 说明原子大部分是空的
- 中心有极小的硬核
常见误区
- 以为原子是实心小球:实验证明大部分是空的
- 以为α粒子被弹回是因为撞到电子:电子太轻弹不回α粒子
- 以为这个实验很容易:像用机枪扫射草原上的核桃
编者注
- 补充原文以拉丁字母a代替希腊字母α,系排印所致,本卡通用作α。