ラザフォードの金箔実験

これはある物理学者が、ある実験結果についてコメントした言葉です。ラザフォードは当時、マリー・キュリーとその夫ピエールと友人で、放射能に関する多くの研究を行っていました。 特にアップルアサリα粒子に興味を持ち、当時はその正体を知りませんでしたが、今ではヘリウム2プラス核であることがわかっています。 ヘリウムには中性子が2個あり、電子は1個もないので、2プラスの電荷を持っています。そこでフェール兄弟はラジウムのかけらを鉛の箱の中に入れました。 そして、そのアルファ粒子を金箔にぶつけました。金箔はとても薄く、この実験によって原子の構造を知ることができるのではないかと興味を持ちました。 アルファ粒子はアルファ粒子銃から出る弾丸で、金箔はティッシュペーパーです。私たちはかなり高速で大量のアルファ粒子を発射していますが、ラザフォードはなぜここでそれが起こると期待したのでしょうか。 原子の中にある粒子はとても小さく、水素原子の1％にも満たないので、原子よりもずっと小さいものです。 JJトンプソンは実験結果に基づいて電子の存在を知り、その結果に基づいて原子はプラムプディングのような形をしていると提唱したのです。 ラザフォードは金原子がどのようなものであるかということを頭の中で考えていたので、実際に金原子がどのようなものであるかということを数学的に予測することができたのです。 この正電荷のスープから発生する電場を物理学の方程式で調べると、電荷が原子全体に広がっているため、電場は非常に弱く、彼が考えたことは、すべての粒子がただまっすぐに通り抜け、たまにそのうちの1つが少し曲がるかもしれない、ということでした。 ラザフォードは、アルファ粒子をティッシュペーパーに向けて発射し、ほとんどの粒子が予想通りまっすぐ進むのを見た。 しかし幸運にも、ラザフォードは非常に徹底した化学者でした。彼はまた、粒子がここだけでなく、ここに来るかどうかを検出するのは面白いかもしれないと思いました。彼はここに検出器スクリーンを置くだけでなく、アルファ粒子が入るのに十分なスペースを与えて、ほぼすべての周りにすべての道を行く検出器画面を置き、彼は本当にここ、ここ、ここ以外の場所に何も見ることを期待していなかったので彼はここで本当に慎重になっていた、それはすべての20分の1が判明しました。アルファ粒子20個に1個というような、とんでもなく小さな数字です。アルファ粒子が金箔に当たって跳ね返ってくるのが見えました。これはどういうことかというと、新しい原子モデルが必要で、アルファ粒子のごく一部が跳ね返されることを何とか説明しなければならない。電子は本当に小さく、ほとんどの粒子はそのまま通過してしまうので、粒子が相互作用するものは非常に小さくなければならないが、本当に重くなければならないのです。 それは本当に小さく、実際、彼は正確に計算することができました。アルファ粒子が何個ぶつかったかから、その大きさをおよそ計算することができ、彼は、それは原子の体積の約11万分の1だと言いました。そして、他に何があるかというと、正電荷を持っていて小さく、重いこの原子核と、電子、そして原子の残りの部分は何をしているかということですが、このことから、原子の大部分は実際には空っぽで、電子は本当に小さくて核はたった1万個を占めているのです。ラザフォードが作ったこの特殊なモデルに基づいて、次に彼は自分の結果を説明することができました。アルファ粒子のほとんどはただ直進し、時々アルファ粒子が原子核のすぐ近くに来て、それが少しそれる。 ラザフォードは、この特定のモデルを呼び出すか、私たちは今、それを呼び出すか、私はどちらかわからないが、彼はそれを核モデルと呼んでいたこれは、ほとんどの人が考えている原子の現代の絵にかなり似ています正確に電子が何をしているか、彼らはどこにいるのかのように、ここではまだ答えられない多くの質問ですが、ラザフォードは新しいモデルを提案するので、他の科学者はそれをテストするために新しい実験を設計し、我々は原子レベルで起こっているかのかなり良い絵を持ってその後あまり時間がたっていない

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