224 卢瑟福“画”的原子模型

　　1910年，英国曼彻斯特大学里，卢瑟福领导下的实验室发生了一件意料不到的事，竟然无意之中促成原子模型图的成功。事情经过是这样的：

　　一天下午，青年助手盖革问卢瑟福，是否可以在放射性方面做点工作;同时让刚来的助手马斯登也一起参加。卢瑟福同意并建议他们用α粒子去轰击金箔，看看穿过金箔的α粒子向什么方向飞去。

　　原以为这个实验纯粹是练习性的，没有多大意义。因为当时的科学家认为原子就像一只葡萄干面包。原子内部的负电荷电子就好像葡萄干;正电荷好像面粉一样是均匀连续分布的物质。按照这种想法，可以预料：金原子里的电子根本无法抵挡住比它重几千倍的α粒子炮弹;金原子中的正电荷物质虽然有同α相匹敌的质量，可惜它是均匀地分散在整个原子空间，也不会有什么了不起的抵挡力。所以，射向金箔的α粒子将继续向前飞去，最多稍微改变一下角度。盖革和马斯登遵照老师的意见，着手准备这项练习。整个实验装置非常简单：作为炮弹的α粒子由藏在一只铅室里的放射性元素供给，它们的轰击目标是一张极薄的金箔，在金箔的后面放了一个可以改变方位的闪烁屏，只要α粒子撞到屏上，便马上发生一次闪光。盖革和马斯登两名炮手，躲在一架低倍显微镜后面观察着这种微弱的闪光，并记下闪光的次数和角度。

　　第三天，卢瑟福正在自己的办公室里看书，忽然盖革冲了进来，惊慌地报告：“我们竟然看见好几起α粒子被金箔弹回来了!”这真是难以置信的消息。这等于告诉你用一枚重磅炮弹去轰击一张报纸，炮弹竟然被报纸弹回来了那样荒唐。卢瑟福很快恢复了镇静，这里面一定有奥妙。如果这两位学生没有看错的话，莫非是我们以前对原子的看法有问题?卢瑟福紧张地思考了几个星期。他想，原子中的电子是早就被人观察到了，但是原子中连续分布的正电荷物质，却从来也没有露过脸。原子里的正电荷难道不是均匀分布，而是集中在一个很小的核心上?因为只有集中了原子质量90%以上的正电核心，才可能有足够的力量来抵挡那些凑巧撞在上面的α粒子，并把它们弹回去。

　　按照这个想法，卢瑟福计算了α粒子穿过原子后面各个方向飞出去的次数，计算结果同盖革、马斯登的测量结果完全一致。在1911年2月，卢瑟福写了题为《α和β粒子物质散射效应和原子结构》的论文，正式提出了被后人称为卢瑟福的原子模型。

　　虽然，这个模型以后又被进一步的研究所改进，但是卢瑟福模型的提出开创了原子物理的新纪元，所以今天人们常常用这个模型的图案作为近代物理学的一个标志。