α粒子散射实验与核式结构

实验目的

分析α粒子散射现象，说明原子核式结构模型是如何得出的。

实验原理

α粒子带正电，与带正电的原子核之间存在库仑斥力。若正电荷均匀分布在整个原子中，α粒子只会发生小角度偏转。实验中出现大角度偏转，说明原子的正电荷和几乎全部质量集中在很小的核内，原子核直径的数量级约为 10^-15 m，原子约为 10^-10 m。

实验器材

• α粒子放射源
• 金箔
• 荧光屏
• 显微镜（观察闪光）
• 真空容器

实验步骤

1. 观察装置，认识放射源、金箔、荧光屏和显微镜的位置。
2. 让α粒子射向金箔，观察荧光屏上的闪光。
3. 转动显微镜，在不同散射角处观察闪光的多少。
4. 比较各角度处的闪光数量，统计分布特点。
5. 对照汤姆孙模型，分析实验结果为何与其预期不符。

实验现象与结论

绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，少数发生较大角度偏转，极少数偏转角超过90°，几乎被弹回。说明原子内部大部分空间是空的，正电荷和绝大部分质量集中在体积很小的原子核上。

注意事项

• 真实α放射源须由专业人员保管和使用。
• 实验装置需在真空中进行，不要自行拆卸。

常见问题

α粒子散射实验的三个现象是什么？

绝大多数α粒子几乎不偏转；少数发生较大角度偏转；极少数偏转超过90°，甚至被弹回。

为什么说这个实验否定了汤姆孙模型？

按汤姆孙模型只会出现小角度偏转，大角度偏转说明正电荷集中在极小的核内。