在20世纪初,物理学家欧内斯特·卢瑟福与其助手们开展了一项具有里程碑意义的实验——α粒子轰击金箔实验。这项实验不仅为原子结构的研究奠定了基础,也彻底改变了人们对物质内部构造的理解。
在实验中,卢瑟福和他的团队使用了从放射性物质中发出的α粒子(即氦原子核),并将它们射向极薄的金箔。按照当时流行的“葡萄干布丁模型”理论,这些带正电的α粒子应该能够顺利穿过金箔,因为原子内部的正电荷是均匀分布的,而电子则像葡萄干一样嵌在其中。
然而,实验结果却出乎意料。绝大多数的α粒子确实穿透了金箔,但仍有少数粒子发生了大角度偏转,甚至有极少数被反弹回来。这一现象与当时的理论预测严重不符,促使卢瑟福重新思考原子的结构。
根据实验中观察到的现象,卢瑟福提出了新的原子模型——“核式结构模型”。他推测,原子的大部分质量集中在中心的一个极小区域,即原子核,而电子则围绕这个核心运动。这种结构解释了为什么大多数α粒子能直接穿过金箔,而少数粒子由于接近原子核而受到强大的库仑斥力,导致发生偏转甚至反弹。
因此,结合实验现象,可以得出结论:原子的绝大部分质量集中在一个非常小的区域内,且该区域带有正电荷。
这正是卢瑟福实验的重要发现之一,也为后来的量子力学和原子物理学的发展铺平了道路。