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拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく 模型 もけい 示 しめせ 意圖 いと
拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく 模型 もけい (Rutherford model)是 ぜ 英國 えいこく 物理 ぶつり 大師 だいし 歐 おう 尼 あま 斯特·拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく 創立 そうりつ 的 てき 原子 げんし 模型 もけい 。1909年 ねん ,拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく 領 りょう 導 しるべ 設計 せっけい 與 あずか 完成 かんせい 拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく 散 ち 射 い 實驗 じっけん ,其證實 じつ 了 りょう 在 ざい 原子 げんし 中心 ちゅうしん 部 ぶ 分有 ぶんゆう 一 いち 個 こ 帶 たい 正 せい 電 でん 、帶 おび 質量 しつりょう 的 てき 原子核 げんしかく ,因 いん 此約 やく 瑟夫·湯 ゆ 姆孫主張 しゅちょう 的 てき 布 ぬの 丁 ひのと 葡萄 ぶどう 乾 いぬい 模型 もけい 被 ひ 徹底 てってい 推翻。拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく 根據 こんきょ 他 た 的 てき 實驗 じっけん 結果 けっか 設計 せっけい 出 で 一種 いっしゅ 新 しん 模型 もけい ,稱 しょう 為 ため 「拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく 模型 もけい 」,其擁有 ゆう 幾 いく 個 こ 重要 じゅうよう 的 てき 特色 とくしょく :大 だい 多數 たすう 的 てき 質量 しつりょう 和正 かずまさ 電荷 でんか ,都 と 集中 しゅうちゅう 於位於中心 ちゅうしん 區域 くいき 、半徑 はんけい 極小 きょくしょう 的 てき 原子核 げんしかく ,而電子 でんし 則 のり 環 たまき 繞 にょう 在 ざい 原子核 げんしかく 的 てき 外面 がいめん 。拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく 模型 もけい 是 ぜ 一 いち 種 しゅ 核 かく 子 こ 模型 もけい ,在 ざい 拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく 散 ち 射 い 實驗 じっけん 裡 うら ,主 しゅ 角 すみ 是 ただし 原子核 げんしかく ,而電子 でんし 並 なみ 不 ふ 重要 じゅうよう ,因 いん 此拉塞 ふさが 福 ぶく 不能 ふのう 空 そら 口 こう 無 む 憑地給 きゅう 出 で 電子 でんし 的 てき 排列 はいれつ 方式 ほうしき ,也無法用 ほうよう 這模型 がた 對 たい 於化學 がく 結合 けつごう 、元素 げんそ 列 れつ 表 ひょう 、原子 げんし 譜 ふ 線 せん 給 きゅう 出 で 解釋 かいしゃく 。[1] [2] :51-53 [3] :14
模型 もけい 特色 とくしょく [ 编辑 ]
在 ざい 拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく 散 ち 射 い 裏 うら ,原子 げんし 的 てき 電子 でんし 雲 くも 不 ふ 會 かい 影響 えいきょう ɑ粒子 りゅうし 的 てき 散 ち 射 い 運動 うんどう 。
原子 げんし 所有 しょゆう 的 てき 正 せい 電荷 でんか ,都 と 集中 しゅうちゅう 於原子 げんし 中心 ちゅうしん 的 てき 很小區域 くいき 內,稱 しょう 為 ため 「原子核 げんしかく 」。原子核 げんしかく 的 てき 庫 くら 侖位勢 ぜい 造成 ぞうせい 了 りょう ɑ粒子 りゅうし 的 てき 散 ち 射 しゃ 。
原子 げんし 量 りょう 大 だい 的 てき 原子 げんし (像 ぞう 金 きむ 原子 げんし ),稱 たたえ 為 ため 重 じゅう 原子 げんし ,其質量 りょう 幾 いく 乎全部 ぶ 都 と 聚集於原子核 げんしかく 。實驗 じっけん 結果 けっか 的 てき 分析 ぶんせき ,顯示 けんじ 出 で 高速度 こうそくど ɑ粒子 りゅうし 的 てき 散 ち 射 い 並 なみ 沒 ぼつ 有 ゆう 使 し 原子核 げんしかく 移動 いどう 。與 あずか 電子 でんし 的 てき 動 どう 量 りょう 相 しょう 比 ひ ,高速度 こうそくど ɑ粒子 りゅうし 擁 よう 有 ゆう 很大的 てき 動 どう 量 りょう ,可 か 是 ぜ 比較 ひかく 重 じゅう 原子 げんし 又 また 小 しょう 了 りょう 很多。這事實 じじつ 建議 けんぎ 大 だい 多數 たすう 原子 げんし 的 てき 質量 しつりょう 都 と 聚集於原子核 げんしかく 。
實驗 じっけん 證據 しょうこ [ 编辑 ]
英國 えいこく 物理 ぶつり 大師 だいし 歐 おう 尼 あま 斯特·拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく
拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく 散 ち 射 い 實驗 じっけん 使用 しよう 阿 おもね 爾 しか 法 ほう 粒 つぶ 子來 こらい 探測 たんそく 原子 げんし 的 てき 結構 けっこう 。1909年 ねん ,在 ざい 恩師 おんし 拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく 的 てき 指導 しどう 下 か ,漢 かん 斯·蓋 ぶた 革 かわ 和 わ 欧 おう 内 ない 斯特·马斯登 とう 發射 はっしゃ 阿 おもね 爾 なんじ 法 ほう 粒子 りゅうし 射 い 束 たば 於白金箔 きんぱく 紙 し 。[註 1] 在 ざい 那 な 時代 じだい ,原子 げんし 被 ひ 認 みとめ 為 ため 類比 るいひ 於梅子 こ 布 ぬの 丁 ひのと (物理 ぶつり 學 がく 家 か 湯 ゆ 姆森提出 ていしゅつ 的 てき ),負 まけ 電荷 でんか (梅子 うめこ )分散 ぶんさん 於正電荷 でんか 的 てき 圓 えん 球 だま (布 ぬの 丁 ひのと )。假 かり 若 わか 這梅子 うめこ 布 ぬの 丁 ひのと 模型 もけい 是正 ぜせい 確 かく 的 てき ,由 ゆかり 於正電荷 でんか 完全 かんぜん 散開 さんかい ,而不是 ぜ 集中 しゅうちゅう 於一 いち 個 こ 原子核 げんしかく ,庫 くら 侖位勢 ぜい 的 てき 變化 へんか 不 ふ 會 かい 很大,通過 つうか 這位勢 ぜい 的 てき 阿 おもね 爾 なんじ 法 ほう 粒子 りゅうし ,其移動 いどう 方向 ほうこう 應 おう 該只會 かい 有 ゆう 小 しょう 角度 かくど 偏差 へんさ 。[4] [2] :51-53
然 しか 而,他 た 們得到 いた 的 てき 實驗 じっけん 結果 けっか 非常 ひじょう 詭異,大約 たいやく 每 ごと 8000個 こ 阿 おもね 爾 なんじ 法 ほう 粒子 りゅうし ,就有一個粒子的移動方向會有很大角度的偏差(超過 ちょうか 90°);而其它粒子 りゅうし 都 と 直直 じきじき 地 ち 衝過白 しろ 金箔 きんぱく 紙 し ,[註 1] 沒 ぼつ 有 ゆう 任 にん 何 なん 偏差 へんさ 。從 したがえ 這結果 けっか ,拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく 斷定 だんてい ,大 だい 多數 たすう 的 てき 質量 しつりょう 和正 かずまさ 電荷 でんか ,都 と 集中 しゅうちゅう 於一 いち 個 こ 很小的 てき 區域 くいき (原子核 げんしかく );電子 でんし 則 そく 包圍 ほうい 在 ざい 區域 くいき 的 てき 外面 がいめん 。當 とう 一 いち 個 こ (正價 せいか )阿 おもね 爾 なんじ 法 ほう 粒子 りゅうし 移動 いどう 到 いた 非常 ひじょう 接近 せっきん 原子核 げんしかく ,它會被 ひ 很強烈 きょうれつ 的 てき 排斥 はいせき ,以大角度 かくど 反 はん 彈 たま 。原子核 げんしかく 的 てき 小 しょう 尺寸 しゃくすん 解釋 かいしゃく 了 りょう 為 ため 什麼 いんも 只 ただ 有 ゆう 少數 しょうすう 的 てき 阿 おもね 爾 なんじ 法 ほう 粒子 りゅうし 被 ひ 這樣排斥 はいせき 。從 したがえ 純 じゅん 屬 ぞく 對稱 たいしょう 性 せい 和 わ 審美 しんび 性 せい 的 てき 觀點 かんてん ,這個質量 しつりょう 與 あずか 電荷 でんか 集中 しゅうちゅう 的 てき 區域 くいき ,應 おう 該處於原子 げんし 中心 ちゅうしん 。[4] [2] :51-53
1911年 ねん ,拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく 提出 ていしゅつ 他 た 自己 じこ 的 てき 物理 ぶつり 模型 もけい ,詮 かい 釋 しゃく 這些突如 とつじょ 其來的 てき 答案 とうあん 。原子 げんし ,是 ぜ 由 よし 一 いち 個 こ 帶 たい 正 せい 電荷 でんか 的 てき 中心 ちゅうしん 區域 くいき (這就是 ぜ 現代 げんだい 的 てき 原子核 げんしかく ,雖然拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく 沒 ぼつ 有 ゆう 想到 そうとう 這術語 ご ),和 かず 環 たまき 繞 にょう 在 ざい 這區域外 いきがい 面 めん 的 てき 電子 でんし 雲 くも ,所 しょ 構成 こうせい 的 てき 。[5] [2] :51-53 [2] :51-53
從 したがえ 能 のう 量 りょう 守恆 もりつね 定律 ていりつ ,拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく 推理 すいり ,知道 ともみち 阿 おもね 爾 なんじ 法 ほう 粒子 りゅうし 的 てき 速度 そくど ,就可以知道 どう 阿 おもね 爾 なんじ 法 ほう 粒子 りゅうし 的 てき 撞擊能 のう 夠達到 いた 與 あずか 原子核 げんしかく 的 てき 最小 さいしょう 距離 きょり 。稍 やや 加 か 計算 けいさん ,他 た 得 え 到 いた 金 きむ 原子 げんし 的 てき 原子核 げんしかく 半徑 はんけい 必小於
3.4
×
10
−
14
m
{\displaystyle 3.4\times 10^{-14}\ m\,\!}
(真實 しんじつ 值只是 ぜ 這數值的五 ご 分 ふん 之 の 一 いち )。金 きむ 原子 げんし 的 てき 半徑 はんけい 大約 たいやく 是 ぜ
10
−
10
m
{\displaystyle 10^{-10}\ m\,\!}
。這是一個令人驚訝的結果,所有 しょゆう 的 てき 正 せい 電荷 でんか 都 と 聚集於原子 げんし 中心 ちゅうしん 一 いち 個 こ 很小區域 くいき ,其半徑 はんけい 小 しょう 於三 さん 千 せん 分 ふん 之 の 一 いち 原子 げんし 半徑 はんけい !
拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく 模型 もけい 並 なみ 沒 ぼつ 有給 ゆうきゅう 予 よ 電子 でんし 的 てき 環 たまき 繞 にょう 運動 うんどう 任 にん 何 なに 結構 けっこう 。拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく 在 ざい 1911年 ねん 論文 ろんぶん 裏 うら ,提 ひっさげ 到 いた 了 りょう 長岡 ながおか 半太郎 はんたろう 的 てき 半太郎 はんたろう 模型 もけい 。長岡 ながおか 半太郎 はんたろう 建議 けんぎ 電子 でんし 的 てき 軌道 きどう 就像土星 どせい 環 たまき ,這是從 したがえ 詹姆斯·馬 うま 克 かつ 士 し 威 たけし 的 てき 土星 どせい 環 たまき 穩定理論 りろん 獲得 かくとく 的 てき 靈感 れいかん 。[6] [7] :22-23
拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく 更進 こうしん 一 いち 步 ほ 地 ち 建議 けんぎ 原子 げんし 中間 ちゅうかん 的 てき 單位 たんい 電荷 でんか 數 すう 目 め 可能 かのう 與 あずか 其原 そのはら 子 こ 量 りょう 成 なり 比例 ひれい (大約 たいやく 一半 いっぱん )。那 な 時 じ ,金的 きんてき 原子 げんし 量 りょう 估計為 ため 197 amu。所以 ゆえん ,拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく 猜想單位 たんい 電荷 でんか 數 すう 目 もく 是 ぜ 98個 こ 單位 たんい 電荷 でんか 左右 さゆう 。這數子 こ 與 あずか 金 きむ 原子 げんし 的 てき 原子 げんし 序 じょ 79(那 な 個 こ 年代 ねんだい ,在 ざい 週 しゅう 期 き 表 ひょう 的 てき 位置 いち 次序 じじょ )相差 おうさつ 甚遠,拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく 並 なみ 沒 ぼつ 有 ゆう 正式 せいしき 地 ち 建議 けんぎ 兩個 りゃんこ 數量 すうりょう 可能 かのう 完全 かんぜん 一 いち 樣 よう 。
後續 こうぞく 模型 もけい [ 编辑 ]
很快地 ち ,學者 がくしゃ 們發覺 はっかく 拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく 模型 もけい ,雖然擁 よう 有 ゆう 一些引人欣賞的性質,但 ただし 也引起 おこり 一 いち 個 こ 很嚴重 げんじゅう 的 てき 問題 もんだい 。由 よし 於拉塞 ふさが 福 ぶく 不能 ふのう 空 そら 口 こう 無 む 憑地給 きゅう 出 で 電子 でんし 的 てき 排列 はいれつ 方式 ほうしき ,也無法用 ほうよう 這模型 がた 對 たい 於化學 がく 結合 けつごう 、元素 げんそ 列 れつ 表 ひょう 、原子 げんし 譜 ふ 線 せん 給 きゅう 出 で 解釋 かいしゃく 。為 ため 了 りょう 解決 かいけつ 這問題 もんだい ,必須 ひっす 彌 わたる 補 ほ 拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく 模型 もけい 的 てき 不足 ふそく ,因 いん 此,尼 あま 爾 なんじ 斯·波 は 耳 みみ 認 みとめ 為 ため 必須 ひっす 明確 めいかく 設計 せっけい 出 で 電子 でんし 的 てき 軌域運動 うんどう 規則 きそく ,他 た 發表 はっぴょう 了 りょう 波 なみ 耳 みみ 模型 もけい 。不 ふ 久 ひさ 以後 いご ,拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく 模型 もけい 就被更 さら 為 ため 先進 せんしん 的 てき 波 なみ 耳 みみ 模型 もけい 取 と 代 だい 了 りょう 。這模型 がた 引用 いんよう 了 りょう 一些早期量子力學的實驗結果來設定電子的物理行為,限 げん 制 せい 電子 でんし 的 てき 軌道 きどう 為 ため 平面 へいめん 的 てき 圓形 えんけい 軌道 きどう 。將 はた 亨 とおる 利 り ·莫塞萊的 てき 研究 けんきゅう 結果 けっか 加 か 以延伸 えんしん ,波 は 耳 みみ 認 みとめ 為 ため ,原子核 げんしかく 的 てき 單位 たんい 電荷 でんか 數 すう 目 もく 與 あずか 原子 げんし 序 じょ 有 ゆう 直接的 ちょくせつてき 關係 かんけい 。[2] :53-57 由 よし 於波耳 みみ 模型 もけい 是 ぜ 拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく 模型 もけい 的 てき 改良 かいりょう ,有 ゆう 些物理學 りがく 書 しょ 本 ほん 將 しょう 兩個 りゃんこ 模型 もけい 合併 がっぺい ,將 はた 波 なみ 耳 みみ 模型 もけい 稱 しょう 為 ため 「拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく -波 なみ 耳 みみ 模型 もけい 」。
參 まいり 閱[ 编辑 ]
註釋 ちゅうしゃく [ 编辑 ]
參考 さんこう 文獻 ぶんけん [ 编辑 ]
^ 拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく , 歐 おう 尼 あま 斯特 , The Scattering of α あるふぁ and β べーた Particles by Matter and the Structure of the Atom, Philosophical Magazine, May 1911, 21 : p. 669–688, doi:10.1080/14786440508637080
^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 Kragh, Helge. Quantum Generations: A History of Physics in the Twentieth Century Reprint. Princeton University Press. 2002. ISBN 978-0691095523 .
^
Smirnov, Boris M., Physics of Atoms and Ions, Springer: 14–21, 2003, ISBN 038795550X
^ 4.0 4.1 4.2 Geiger, Hans; Marsden, Ernest, On a Diffuse Reflection of the α あるふぁ -Particles , Proceedings of the Royal Society, 1909, 82 (A): p. 495–500, (原始 げんし 内容 ないよう 存 そん 档于2008-04-24), Three different determinations showed that of the incident α あるふぁ -particles about 1 in 8000 was reflected [by the platinum reflector]
^ 拉 ひしげ 塞 ふさが 福 ぶく , 歐 おう 尼 あま 斯特 . The Scattering of α あるふぁ and β べーた Particles by Matter and the Structure of the Atom . Philosophical Magazine. May 1911, 21 : p. 669–688.
^ James Clerk Maxwell on the nature of Saturn's rings , JOC/EFR, 2006年 ねん 3月 がつ [2008-12-20 ] , (原始 げんし 内容 ないよう 存 そん 档 于2019-05-25)
^ Greenberger, D.; Hentschel, K.; Weinert, F. (编), Compendium of Quantum Physics: Concepts, Experiments, History and Philosophy 2009th Edition, Springer, 2009, ISBN 978-3540706229