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ラザフォードのα粒子を薄い金箔に衝突させるという実験結果に、「ほとんどのα-粒子は、小さな角度で散乱されるが、非常に驚くべきことに、非常に少量のα-粒子が180度に近い大きな角度で散乱されました。」とありますが、

なぜ少量のα-粒子は大きな角度で散乱されたのでしょうか?

教えて!goo グレード

A 回答 (5件)

金箔は原子でできているという仮説はあった。


実験ん結果から、ほぼスカスカだけど、芯があってその時だけ跳ね返る・・・そういう構造だとわかったってこと。
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家を出てて不審者がいたら真っ直ぐ帰るだろ、それが180度の進路変化。


複数あると散乱。
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No.1 です。


#1 に書いたリンク先の図に、ラザフォードの原子モデルによるアルファ粒子散乱の軌跡が載っていますので、それを見て納得してください。

もっとわかりやすい図や説明は下記にもあります。

https://sciwood.com/kiribako_science/14189/
https://ne.phys.kyushu-u.ac.jp/seminar/MicroWorl …
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そのころの物質の最小単位は「原子」だった。


つまり、原子に内部構造はなく、剛体のような内部が一様な存在だと考えられていた。

そういう物体だと、原子の各部に物性の差はないはずである。
つまり、原子のどこにα粒子を当てても同じように反射・屈折・吸収するはずである。

しかしそうはならなかった。
ある特定の点で特異の反射角度が得られた。
ということは、その点は他の部分と違う物性をもち、ひいては他の部位と異なる構造を持つ、ということである。

この現象を受けて、現在の原子モデルに近い「土星モデル」が考案された。
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>なぜ少量のα-粒子は大きな角度で散乱されたのでしょうか?



アルファ粒子(正電荷)に「反発力」を与える「正電荷」(つまり金の原子核)が、ほとんど「大きさ」をもたない極めて「点」に近いものであったからです。

それまで「原子の中には正電荷をもったものと、負電荷をもった電子とが存在する」ことまでは分かっていましたが、それらがどのような形で存在するのかは分かっていませんでした。
原子モデルとして「スイカ」のように「スイカの果実のように正電荷が分布し、その中に「タネ」のように電子が存在する」という「スイカモデル」(トムソンのモデル)と、「正電荷をもった原子核の周りを電子が回る」という「土星モデル」(長岡半太郎のモデル)がありましたが、ラザフォードの実験により、「土星モデル」でしかも「土星本体が非常に小さい」つまり「太陽系」のようなものであることが判明したわけです。(「太陽系モデル」を「ラザフォードのモデル」と呼ぶ)

原子模型
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8E%9F%E5%AD%90 …
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