卢瑟福α散射实验英文解释翻译、卢瑟福α散射实验的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 Rutherford-alpha-particle scattering experiment

分词翻译：

福的英语翻译：

blessing; good fortune

散射的英语翻译：

scatter; scattering
【计】 scattering
【化】 scatter; scattering
【医】 radiation scattered; scatter; scattering

实验的英语翻译：

experiment; experimentation; test
【化】 experiment; experimentation
【医】 experiment

专业解析

卢瑟福α散射实验（Rutherford's alpha particle scattering experiment）是原子物理学领域的里程碑式研究，由英国物理学家欧内斯特·卢瑟福（Ernest Rutherford）与其学生汉斯·盖革（Hans Geiger）和欧内斯特·马斯登（Ernest Marsden）于1909年共同完成。该实验通过向极薄的金箔发射带正电的α粒子（alpha particles），观测其散射轨迹，首次揭示了原子内部存在高密度、小体积的原子核结构。

实验中，α粒子（氦原子核，符号为He²⁺）以高速撞击金箔。根据当时主流的汤姆逊原子模型（Thomson's plum pudding model），预期α粒子应均匀偏转。然而实际观测显示，约1/8000的α粒子发生超过90°的大角度偏转，甚至出现180°的逆向反弹。这一反常现象被卢瑟福称为“如同用15英寸炮弹轰击一张纸，炮弹却反弹回来”。

实验结论可通过公式定量描述： $$ N(theta) propto frac{1}{sin(theta/2)} $$ 其中$N(theta)$表示散射角为$theta$的α粒子数量。该公式验证了库仑斥力作用下的散射规律，证明原子质量集中于半径约$10^{-15}$米的核内，推翻原有模型并建立卢瑟福核式原子模型（nuclear model of the atom）。

该实验为量子力学发展奠定基础，直接启发了玻尔原子模型的提出，被《自然》期刊评为“改变人类认知的十大实验”之一。其核心原理至今应用于材料分析技术，如卢瑟福背散射谱（Rutherford Backscattering Spectrometry）。

网络扩展解释

卢瑟福的α粒子散射实验（又称金箔实验）是1909年由汉斯·盖革和恩斯特·马斯登在卢瑟福指导下完成的，旨在探索原子内部结构。以下是实验的核心内容及意义：

实验背景

汤姆生模型的局限：此前，汤姆生提出“葡萄干面包模型”，认为原子中正电荷均匀分布，电子镶嵌其中。但该模型无法解释实验中α粒子的大角度偏转现象。
实验目的：通过观察α粒子穿过金属箔后的散射情况，推断原子内部结构。

实验过程

装置与材料：用放射性物质发射高速α粒子（带正电的氦核），轰击极薄的金箔（厚度约微米级）。
观测方法：通过荧光屏记录α粒子的散射方向和比例。

实验结果

绝大多数α粒子（约99.9%）直接穿过金箔，方向几乎不变。
少数α粒子（约0.1%）发生较大角度偏转。
极个别α粒子（约1/8000）偏转角度超过90°，甚至被反弹。

实验解释

原子核的存在：大角度偏转表明原子中存在一个极小但质量极大的核心（原子核），集中了原子的全部正电荷和几乎全部质量。
原子内部空旷：绝大多数α粒子未偏转，说明原子核体积极小，原子内部大部分是空的空间。
库仑斥力作用：α粒子偏转是由于与原子核之间的库仑斥力，而非电子作用（电子质量极小，影响可忽略）。

实验意义

推翻旧模型：否定了汤姆生的均匀分布模型，提出核式结构模型，即原子由原子核和绕核运动的电子组成。
奠定现代原子理论：为后续量子力学和原子物理学的发展提供了实验基础。

公式补充

散射角度与原子核电荷量（$Z$）、α粒子动能（$E_k$）及瞄准距离（$b$）的关系为：
$$ theta propto frac{Z}{E_k cdot b} $$
（公式来源于卢瑟福散射理论推导）

如需更完整信息，可参考实验原始论文或教材中的核式结构模型章节。