原子と金

1911年、ラザフォードと同僚のハンス-ガイガーとアーネスト-マースデンは、原子の受け入れられたモデルを完全に変える一連の画期的な実験を開始した。 彼らは、高速移動アルファ粒子と金箔の非常に薄いシートを砲撃しました。 p>

図\(\PageIndex{2}\)(A)ラザフォードの金箔実験の実験セットアップ:アルファ粒子を放出した放射性元素は、偏向された粒子の検出を可能にする画面に囲まれた金箔の薄いシートに向けられた。 （B）プラムプディングモデル（上）によれば、すべてのアルファ粒子は、ほとんど、あるいはまったく偏向せずに金箔を通過していたはずである。 ラザフォードは、アルファ粒子の小さな割合が大きな角度で偏向されていることを発見し、それはその中心（底部）に非常に小さく、密な、正に荷電した核を持つ原子によって説明することができた。

原子の質量と電荷が原子全体に均一に分布している受け入れられた原子モデルによると、科学者たちは、すべてのアルファ粒子がわずかな偏向 驚くべきことに、図\(\PageIndex{2}\)に示すように（ほとんどのアルファ粒子は実際には反射していませんでしたが、非常に小さな割合（8000粒子の約1）が非常に大きな角 いくつかは、ソースに向かって戻ってリダイレクトされました。 事前の知識は、この発見のためにそれらを準備していませんでした。 有名な引用では、ラザフォードは、それがあったことを叫んだ”あなたは組織の一部で15インチのシェルを発射していたかのように、それが戻ってきて、あ”

ラザフォードは、彼の結果を説明するために、原子の全く新しいモデルを考え出す必要がありました。 アルファ粒子の大部分は金を通過していたので、彼は原子のほとんどが空の空間であると推論した。 対照的に、高度に偏向された粒子は、原子内で途方もなく強力な力を経験している必要があります。 彼は、正の電荷のすべてと原子の質量の大部分は、彼が核と呼ばれる原子の内部の非常に小さな空間に集中しなければならないと結論づけた。 核は、原子の小さな、密な、中心核であり、陽子と中性子で構成されています。ラザフォードの原子モデルは、核モデルとして知られるようになった。

ラザフォードの原子モデルは、核モデルとして知られるようになった。 核原子では、原子の質量のほぼすべてを構成する陽子と中性子は、原子の中心にある核に位置しています。 電子は核の周りに分布しており、原子の体積の大部分を占めています。 核が原子の残りの部分と比較してどれだけ小さいかを強調する価値があります。 大きなプロサッカースタジアムの大きさになるように原子を爆破することができれば、核は大理石の大きさになるでしょう。

ラザフォードのモデルは、原子の完全な理解に向けた重要なステップであることが証明されました。 しかし、それは完全に電子の性質とそれらが核の周りの広大な空間を占めている方法に対処していませんでした。 これと他の洞察のために、ラザフォードは1908年にノーベル化学賞を受賞しました。 残念なことに、ラザフォードは物理学が化学よりも優れていると考えていたため、ノーベル物理学賞を受賞することを望んでいただろう。 彼の意見では、”すべての科学は物理学または切手収集のいずれかです。”