実験:
1。アルファ粒子: ラザフォードのチームは、積極的に帯電したアルファ粒子(ヘリウム核)のビームを備えた金箔の薄いシートを砲撃しました。
2。予想される結果: 当時の一般的なモデル(Thomsonの「Plum Pudding」モデル)に基づいて、原子の正電荷が均等に分布すると考えられていたため、アルファ粒子は最小限のたわみでホイルを直接通過することを期待していました。
3。実際の結果: 驚いたことに、アルファ粒子のごく一部が大きな角度で偏向され、ソースに向かって跳ね返る人もいました。
解釈と結論:
* 核: 原子の正電荷が中心の小さな密な領域に集中している場合にのみ、大きな偏向を説明できました。ラザフォードは「核」と呼んでいます。
* 空きスペース: ほとんどのアルファ粒子が邪魔されずにフォイルを通過したという事実は、原子がほとんど空間であることを示しています。
* 電子軌道: ラザフォードは、否定的に帯電した電子が太陽の周りの惑星のように核を周回することを提案しました。
重要性:
金箔実験は、原子構造の理解に革命をもたらしました。ラザフォードのモデル:
* トムソンのモデルを反証しました 原子のより正確な画像を提供しました。
* 核の概念を導入しました 、それは現代原子理論の基本となった。
* さらなる研究のための基礎を築きました 、最終的に量子力学の開発につながります。
ゴールドホイル実験を超えて:
ゴールドフォイル実験は最も有名でしたが、ラザフォードの理論は次のような他の実験によってさらにサポートされていました。
* 異なる材料を使用した散乱実験: これらの実験は、核が金だけでなく原子の普遍的な特徴であることを示しました。
* 核のサイズと電荷の決定: これらの実験は、核に関するより定量的な情報を提供しました。
さらなる開発:
ラザフォードのモデルは大きな前進でしたが、制限がありました。このモデルは、原子排出物で観察された原子の安定性またはスペクトル系統を説明できませんでした。これらの制限は最終的に bohrモデルの開発につながりました そして後で、量子力学 、原子のより完全かつ正確な理解を提供しました。