勒納特從1903年起直到多年之後所做電子在金屬膜上的散射實驗顯示了湯姆遜模型所遇到的困難，他高速的α粒子極容易穿透原子，後者根本不像是具有10^(-10)米（即0.1納米）那樣半徑的球體。α粒子散射實驗否認了湯姆遜的“棗糕式”原子結構，並建立起了核式原子結構模型。
基本介紹
- 中文名：核式原子結構模型
- 外文名：Nuclear type model of atomic structure
- 提出者：勒納特
- 提出時間：1911
簡介,建立過程,面臨困難,
簡介
核式原子結構是1911年由盧瑟福提出的一種原子結構模型。核式原子結構認為：原子的質量幾乎全部集中在直徑很小的核心區域，叫原子核，電子在原子核外繞核作軌道運動。原子核帶正電，電子帶負電。 在盧瑟福提出其核式原子結構之前，湯姆遜提出了一個被稱為“棗糕式”的電子模型。該模型認為，原子是正電部分是一個原子那么大的、具有彈性的凍膠狀的球，正電荷均勻地分布著，在這球內或球上，有負電子嵌著。這些電子能在它們的平衡位置上作簡諧運動。觀察到的原子所發出的光譜的各種頻率認為就相當於這些振動的頻率。
建立過程
英國物理學家歐內斯特·盧瑟福（Ernest Rutherford，1871～1937）1895年來到英國卡文迪許實驗室，跟隨湯姆遜學習，成為湯姆遜第一位來自海外的研究生。盧瑟福好學勤奮，在湯姆遜的指導下，盧瑟福在做他的第一個實驗——放射性吸收實驗時發現了α射線。
在德國的學生漢斯·蓋革（Hans Geiger，1882-1945)）發明了計算帶電微粒數量的“計數管”後，盧瑟福所領導的曼徹斯特實驗室對α粒子性質的研究得到了迅速的發展。 1910年馬斯登（E.Marsden，1889-1970）來到曼徹斯特大學，盧瑟福讓他用α粒子去轟擊金箔，做練習實驗，利用螢光屏記錄那些穿過金箔的α粒子。在實驗過程中，盧瑟福和他的學生們發現了大量小角度散射的粒子以及極為少數的大角度散射以及反射回來的微粒。
用湯姆遜的實心帶電球原子模型和帶電粒子的散射理論只能解釋α粒子的小角散射，但對大角度散射無法解釋。 盧瑟福經過仔細的計算和比較，發現只有假設正電荷都集中在一個很小的區域內，α粒子穿過單個原子時，才有可能發生大角度的散射。也就是說，原子的正電荷必須集中在原子中心的一個很小的核內。在這個假設的基礎上，盧瑟福進一步計算了α散射時的一些規律，並且作了一些推論。這些推論很快就被蓋革和馬斯登的一系列漂亮的實驗所證實。
盧瑟福提出的原子模型也就是我們所說的核式原子結構模型。該模型像一個太陽系，帶正電的原子核像太陽，帶負電的電子像繞著太陽轉的行星。在這個“太陽系”，支配它們之間的作用力是電磁相互作用力。他解釋說，原子中帶正電的物質集中在一個很小的核心上，而且原子質量的絕大部分也集中在這個很小的核心上。當α粒子正對著原子核心射來時，就有可能被反彈回去。這就圓滿地解釋了α粒子的大角度散射。
面臨困難
盧瑟福的核式原子結構模型準確地反應了原子內部結構的基本形態，然而核式結構還是遇到了困難。核式結構認為原子內部電子是做軌道運動，無法解釋觀測到的原子所發出的各種光譜的頻率。此外，原子內部的電子不斷向外輻射能量必然會導致電子軌道的縮小最終與原子核所帶的正電子中和，事實並非如此。
