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アルファのガイガーとマースデンの実験はどのように偏向しましたか?

ラザフォード散乱実験としても知られるガイガー・マルスデンの実験は、原子の構造を解明するのに役立つ核物理学の画期的な実験でした。 アルファ粒子がどのように偏向したかは次のとおりです。

セットアップ:

* アルファソース: ラジウムのような放射性源は、放出されたアルファ粒子(正に帯電したヘリウム核)を放出しました。

* ゴールドフォイル: ゴールドホイルの非常に薄いシートがターゲットとして使用されました。

* 検出器: 蛍光スクリーンを金ホイルの周りに配置して、フォイルとの相互作用後にアルファ粒子を検出しました。

観測:

* ほとんどのアルファ粒子はまっすぐに通過しました: アルファ粒子の大部分は金箔をまっすぐに通し、方向に大きな変化はありませんでした。当時の科学者は、原子が均一で正の物質の球体であると考えていたため、この観察は予想外でした。

* 偏向したいくつかのアルファ粒子: 少数のアルファ粒子がさまざまな角度で偏向しました。

* いくつかのアルファ粒子が後方に偏向した: 最も驚くべきことに、アルファ粒子のごく一部が、まるで固体オブジェクトに当たったかのように、後方に偏向されました。

説明:

ラザフォードはこれらの結果を解釈し、原子の次のモデルを提案しました。

* 核: 原子には、その中心に小さく、密な、正に帯電した核があります。これは、原子の質量のほとんどが存在する場所です。

* 電子クラウド: 電子は負に帯電し、雲のような方法で核を周回します。

なぜ偏向:

* ストレートスルー: ほとんどのアルファ粒子は、原子がほとんど空間であるため、まっすぐに通過しました。

* たわみ: アルファ粒子が核に近づいたとき、核とアルファ粒子の両方の正電荷により、強い静電反発が発生しました。この反発により、アルファ粒子は元の経路から偏向しました。

* 後方散乱: 後方に偏向した少数のアルファ粒子は、核と直接衝突しました。核からの強い反発により、彼らは跳ね返りました。

キーポイント:

* 核モデル: Geiger-Marsden実験は、原子の核モデルの発達につながり、それが以前のプラムプディングモデルに取って代わりました。

* 核の発見: この実験では、原子の中心にある小さく、密な、正に帯電した核の存在が証明されました。

* 重要性: この実験は、原子構造の理解に革命をもたらし、核物理学のさらなる発見への道を開いた。

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