1911年，新西兰物理学家欧内斯特·卢瑟福在其著名的α粒子散射实验中，揭开了原子结构的奥秘。该实验彻底改变了我们对物质本质的理解，奠定了现代原子物理学的基础。

卢瑟福的α粒子散射实验：揭开原子结构之谜

实验装置

卢瑟福的实验装置非常简单。他使用一块薄金箔作为靶子，并用α粒子（氦原子核）轰击它。α粒子是带有两个正电荷的快速运动粒子。卢瑟福预计，α粒子会直接穿透金箔，而不会发生任何偏转。

出人意料的结果

然而，实验结果却出乎意料。大部分α粒子确实穿透了金箔，但有少数粒子发生了大角度偏转，甚至有一些被反弹回来。这违反了卢瑟福的预期，表明金原子中存在着某种密集、带正电荷的核心。

原子核模型

为了解释这些观察结果，卢瑟福提出了一个革命性的原子核模型。他认为，原子的大部分质量集中在一个非常小的、致密的核心中。原子核带正电，而围绕其运行的电子带负电。原子核的尺寸约为10^-15米，而原子本身的尺寸约为10^-10米。

行星模型

卢瑟福的原子核模型类似于太阳系。太阳类似于原子核，而行星类似于围绕其运行的电子。电子被束缚在稳定的轨道上，就像行星被束缚在围绕太阳的轨道上一样。

实验结论

卢瑟福的α粒子散射实验导致了以下重要结论：

原子是不均匀的，由一个集中在中心的小而致密的原子核和围绕其运行的电子组成。 原子核带正电，而电子带负电。 大部分原子空间是空的，原子核的尺寸远小于原子的尺寸。

历史意义