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ラザフォードの実験について
私は今学校（オーストラリアの現地校）で物理をとっています。 今日授業でラザフォードの実験について調べて教科書にある質問をやってこいと言われました； インターネットで検索しても いまいちピンときません；； どなたか簡潔にかつ詳しくご教授願いますm(＿ ＿)m
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ラザフォードはα粒子を金箔ににぶつけてα粒子がどの方向にどれくらいの割合で散乱されるかを観測した． （α粒子とは，ヘリウム原子核のことで，２つの陽子と２つの中性子の集合体．だが，当時はそんな知識はなかった．） 一般論：物質の構造を調べたいときには，その物質（散乱中心）と相互作用する別の粒子（"probe" という）をあてて，その散乱のされ方を測定すればいい． たとえば，ラザフォード散乱では，金の原子核とα粒子の間の散乱で，どちらも正の電荷を持っているので，クーロン相互作用で斥力がはたらく． 相互作用ポテンシャルの形と散乱の仕方の間には，数学的な関係がある．（フーリエ変換） 結果：ほとんどのα粒子は金箔を通過するが，たまに大きな角度で散乱されるものがあった． ほとんどが通過するということは，α粒子から見たら，金箔はスカスカな構造である，ということができる． 例えば；金網のフェンスに向かって石を何回も投げてみると，網の大きさと石の大きさによって，どれくらいの確率で石が弾かれるかが計算できる．ある面積に，ランダムに投げ入れたとすると，弾かれる確率がおよそ（金網が占める面積）／（入射面積）だと考えられます．（モンテ・カルロ法）．これから，金網が占める面積が求まる．これを散乱断面積という． しかし，たまにα粒子が大きく散乱するということは，金箔のなかにα粒子よりずっと質量の大きいものが存在するということを意味する．（でなかったら，そいつが弾き出されるはずだ．） こうして，金箔というのは，金原子がびっしり集まったものだと考えると，その散乱断面積が非常に小さいということは，原子は，その大きさに比べて，原子の質量の大部分を占める「核」は非常に小さいことになる． （原子の大きさは，原子核に束縛されている（まわりを回っている）電子の平均距離とでも思ってください．） （実際，原子の大きさは，数Å (1Å=10^-10m ) 程度で，原子核の大きさは, 数fm ( 1fm=10^-15m ) 程度．10^5も桁が違います．原子核の大きさを 1 cm とすれば，原子の大きさは 1 km にもなります！ ） 当時は，原子の模型として，土星型のものや，電子の海の中を陽子が調和振動しているようなモデルも提案されていましたが， ラザフォードの実験より，現在の惑星型原子像が確立しました．
その他の回答 (1)
これだけでは、どんなことがわからないのか(あるいは、どこまではわかるのか)いまいちピンときませんね。 ラザフォードの有名な実験は、(その時代にはまだ分かっていなかった)原子の内部構造を明らかにする上で重要な事実を明らかにしたものです。 「ラザフォード」で検索すると、実験について解説したページがたくさん出てきます。ここの限られたスペースで、しかも、何を疑問に思っているのか判然としない質問に対する答えに期待するよりは、そうしたページを見て、何がわからないのかをはっきりさせる方が、結局は得たい答えに早くたどりつくと思いますよ。 とりあえず、私がぱっと見つけたページだけでもURLを載せておきます。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A9%E3%82%B6%E3%83%95%E3%82%A9%E3%83%BC%E3%83%89%E6%95%A3%E4%B9%B1 http://rikanet2.jst.go.jp/contents/cp0030/part2/chap01/page1_8.html http://www.geocities.jp/hiroyuki0620785/k0dennsikotai/30c2ruthford.htm
お礼
ありがとうございます＾＾
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