在卢瑟福的a粒子散射实验中在著名物理学家卢瑟福的实验中α粒子穿透金属箔时的运动-樱花园

瑟福的α粒子散射实验（又称金箔实验）中，α粒子穿透金属箔后的运动轨迹根据其与原子核的相互影响程度可分为三类，这些轨迹直接证明了原子核式结构模型的正确性。下面内容是具体分析：

1. 直线穿透轨迹（绝大多数粒子）

现象：约99.9%的α粒子几乎不受偏转，沿原路线直线穿过金箔。

缘故：原子内部大部分空间是“空”的，正电荷和质量的集中区域（原子核）极小（半径仅约101 m），α粒子未进入原子核的库仑斥力影响范围。

意义：否定了的“葡萄干布丁模型”（正电荷均匀分布），说明原子核尺寸远小于原子整体。

现象：少量α粒子发生小角度偏转（通常小于10°）。

缘故：α粒子在原子核附近通过时，受到库仑斥力的轻微影响，导致轨迹弯曲但未完全反弹。

物理机制：偏转角度θ与原子核电荷量（Z）、α粒子初始能量（E）及碰撞参数（b，即粒子与核的最小距离）相关，公式为：

eta propto fracZ}E cdot b}

电荷量越大、粒子能量越低、距离原子核越近，偏转角度越大。

现象：约1/8000的α粒子偏转角度超过90°，甚至接近180°（被直接反弹）。

缘故：α粒子与原子核发生“对心碰撞”，进入原子核的强库仑斥力范围（距离小于101 m）。金原子核电荷量大（Z=79），斥力极强，导致粒子剧烈偏转。

卢瑟福的比喻：“如同用15英寸炮弹射击一张卫生纸，炮弹却被弹回”。

意义：证明原子核集中了全部正电荷和几乎全部质量，且尺寸极小（仅原子半径的1/10）。

. 推翻模型：均匀正电荷分布无法解释大角度偏转。

. 提出核式结构模型：

原子中心存在微小原子核（半径≤101 m）。

原子核集中全部正电荷和99.9%以上质量。

电子绕核运动。

. 后续影响：为玻尔模型（引入量子化轨道）奠定基础。

粒子的三种运动轨迹（直线穿透、小角度偏转、大角度反弹）是领会原子核式结构的关键证据。直线穿透说明原子内部空旷；小角度偏转表明核电荷集中；大角度反弹则直接证明原子核的极小尺寸和巨大质量密度。这一实验彻底重塑了人类对微观全球的认知。