1。ラザフォードのゴールドフォイル実験(1911)
* セットアップ: アルファ粒子(積極的に帯電したヘリウム核)を金箔の薄いシートで発射しました。
* 観測:
*ほとんどのアルファ粒子はフォイルをまっすぐ通過し、原子がほとんど空の空間であることを示しています。
*アルファ粒子のごく一部が大きな角度で偏向され、一部は彼らが来た方向に戻って跳ね返ったことさえありました。これは、原子内の濃縮された積極的に帯電した領域を示唆しています。
* 結論: この実験により、ラザフォードは原子の核モデルを提案しました。原子の核モデルを提案します。そこでは、マイナス電子電子のはるかに大きな雲に囲まれた、小さな、密な、正に帯電した核が中心に存在します。
2。電子回折
* セットアップ: 電子の梁は、グラファイトのような材料の薄膜に向けられています。
* 観測: 電子は波のような動作を示し、フィルムの背後にある画面に干渉パターンを生成します。パターンは、電子が原子構造と相互作用し、原子のサイズと形状、およびそれらの電子の配置を明らかにすることを示しています。
* 結論: 回折パターンは、原子の電子が核よりもはるかに大きな体積を占めることを確認しています。
3。原子スペクトル
* セットアップ: 原子は励起され(加熱または電力化されています)、光を放出します。この光は、プリズムまたは回折格子を通過して、コンポーネントの波長に分離します。
* 観測: 放出された光は、特定の離散波長で構成され、線スペクトルを形成します。各要素には、一意の線スペクトルがあります。
* 結論: 放出された波長の離散性は、原子内の電子が特定のエネルギーレベルでのみ存在できることを示しています。これは、電子が量子化されたエネルギーレベルで核を周回し、より大きな電子雲に囲まれた小さな核の概念をさらに強化するという考えを支持します。
4。核密度
* 計算: 核の密度は、核の質量をその体積で分割することで計算できます。
* 結果: 核密度は、通常の物質の密度と比較して、10^17 kg/m^3のオーダーで非常に高くなります(たとえば、水は約10^3 kg/m^3)。この極端な密度は、核が非常にコンパクトであることを確認します。
5。核反応
* 観測: 核反応(核分裂と融合)には、膨大な量のエネルギーの放出が含まれます。このエネルギーは、核内で陽子と中性子を結合する強力な核力から生じます。
* 結論: 核反応で放出された計り知れないエネルギーは、核内でプレイされている膨大な力を示しており、そのコンパクトで密な性質をさらに強調しています。
本質的に、これらの実験、観察、および計算はすべて収束して、原子核が原子体積の極小値を占める一方で、はるかに大きな領域全体に広がるという結論を支持するために収束します。