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2024-11-13
卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的内部结构和原子核的质量分布。以下是对该实验的简要概述：
在20世纪初，科学家们对原子的结构知之甚少。托马斯·艾略特（Ernest Rutherford）是当时一位著名的物理学家，他对原子结构非常感兴趣。为了研究原子的内部结构，他设计了一个实验来散射α粒子（即氦原子核）。
在这个实验中，卢瑟福使用了一个带有小金箔的探测器。金箔是为了保护后面的荧光屏和照相底片免受高能粒子的影响。然后，他从放射性同位素中产生了一束带正电的α粒子，并将其瞄准金箔。当这些粒子穿过金箔时，它们会与其他原子发生碰撞并改变方向。部分α粒子会被弹回，这可以通过探测器和照相底片上的闪光来测量。
实验结果令人惊讶。尽管大多数α粒子直接穿过金箔而没有发生明显偏转，但约8000个粒子中有一个被弹回。这意味着原子核实际上占据了原子很小的空间，而大部分原子物质集中在原子核内。此外，实验还表明，原子核具有复杂的结构，因为被弹回的α粒子的偏转角度各不相同，这表明原子核并非均匀分布。
这个实验的结果为原子物理学的发展奠定了基础，并为詹姆斯·查德（Ernest Lawrence）发现质子和中子以及沃尔特·博伊尔（Walter Baade）提出中子星的概念铺平了道路。总之，卢瑟福的α粒子散射实验为我们理解原子和原子核的结构提供了宝贵的见解。
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