ラザフォードの金箔実験とは

ラザフォードの金箔実験（ラザフォードのアルファ粒子散乱実験） 1900年代初頭にマンチェスター大学でアーネストラザフォード、ハンスガイガー、アーネストマースデンによって実施された実験を指します。実験では、ラザフォードと彼の2人の学生は、金箔の薄い部分に発射されたアルファ粒子がどのように偏向されるかを研究しました。当時の人気のある原子モデルによると、すべてのアルファ粒子は金箔をまっすぐ通過するはずでした。しかし、驚いたことに、ラザフォードと彼の学生は、8000個のアルファ粒子ごとに約1個がソースに向かって（つまり、90より大きい角度で）偏向していることを発見しました。^o）。この効果を説明するために、彼らは新しいモデルを考え出す必要がありました（現在は「ラザフォードモデル「）アトムの場合。

アーネスト・ラザフォード

実験では、薄い金箔の前にアルファ粒子を放出する放射線源を置いた。ソースと金箔は硫化亜鉛コーティングが施されたスクリーンで囲まれ、装置がすべて真空内にあることを確認するために空気が排出されました。（もしそうでなかったら、アルファ粒子は空気分子をイオン化するためにそれらのエネルギーを使い果たしたでしょう、そして金箔に決して到達しなかったかもしれません）。

線源から放出されたアルファ粒子は、金箔をまっすぐ通過すると予想されていました。それらが硫化亜鉛でコーティングされたスクリーンに当たるときはいつでも、それらはスクリーン上に小さな光るスポットを作り出すことになっていた。

当時人気のあった原子のモデルは「プラムプリンモデル「。これはJ.J.によって開発されたモデルでした。数年前に電子を発見したトムソン。彼のモデルによると、原子は球形の物体であり、正電荷は生地のように全体に均一に広がり、少しの負電荷（電子）がプラムのように付着しています。この「プラムプディングモデル」が正しければ、すべてのアルファ粒子が金箔の金原子をまっすぐ通過し、たわみがほとんどないはずです。しかし、ラザフォードと彼の学生が観察したことはまったく異なっていました。

ほとんどのアルファ粒子は金箔をまっすぐ通過しました。しかし、いくつかのアルファ粒子は大きな角度で偏向しているように見えました。まれに、一部のアルファ粒子が90より大きい角度で偏向されているようにさえ見えました⁰。この結果を説明するために、ラザフォードは、原子の質量を中心の非常に小さな領域に集中させる必要があることを提案しました。これを「原子核」と呼びました。たわみから、核が帯電していることも明らかでした：

ラザフォードの金箔実験–ガイガーマースデン実験の期待と結果

ラザフォードの金箔実験–主な観察と結論

観察	解釈
ほとんどのアルファ粒子は金箔をまっすぐ通過しました	これらのアルファ粒子は、原子の（帯電した）中心に近づくことなく移動している必要があります。したがって、ほとんどの原子は空でなければなりません.
大きな角度で偏向したアルファ粒子はほとんどありませんでした	これらは原子の中心に近づいている必要があり、中心の電荷からそらされます。そう、核は充電されなければなりません.
まれに、アルファ粒子が検出器に向かって偏向して戻ってきました	これらは核と正面衝突したに違いありません。そう、原子核には原子の質量の大部分が含まれている必要があります.