1.3　α粒子轟出大秘密

一些象征著現代化的標志上，經?？梢钥吹揭粋€由幾個橢圓交織成的圖案，你知道嗎？它是由盧瑟福首先“畫”出來的原子模型。也許，你以為這沒有什么了不起，畫個圖案還不是很省力的事？

仔細想一想，并非那么簡單。在那個年代，講清運動著的原子究竟是副啥模樣實在是一個難題。1910年，英國曼徹斯特大學里，盧瑟福領導下的實驗室發生了一件意料不到的事，竟然無意之中促成原子模型圖的成功。事情經過是這樣的：

一天下午，青年助手蓋革問盧瑟福，是否可以在放射性方面做點工作，同時讓剛來的助手馬斯登也一起參加。盧瑟福同意并建議他們用α粒子去轟擊金箔，看看穿過金箔的α粒子朝什么方向飛去。

最初的原子模型

原以為這個實驗純粹是練習性的，沒有多大意義。因為當時的科學家認為原子就像一個葡萄干面包，原子內部的負電荷電子就好像葡萄干，正電荷就像面粉一樣是均勻連續分布的物質。按照這種想法，可以預料：金原子里的電子根本無法抵擋住比它重幾千倍的α粒子炮彈，金原子中的正電荷物質雖然有同α粒子相匹敵的質量，可惜它是均勻地分散在整個原子空間，也不會有什么了不起的抵抗力。所以，射向金箔的α粒子將繼續向前飛去，最多稍微改變一下角度。

蓋革和馬斯登遵照老師的意見，著手準備這項練習。整個實驗裝置非常簡單：作為炮彈的α粒子由藏在鉛室里的放射性元素供給，它們的轟擊目標是一張極薄的金箔，在金箔的后面放了一個可以改變方位的閃爍屏，只要α粒子撞到屏上就會發生一次閃光。蓋革和馬斯登像兩名炮手，躲在一架低倍顯微鏡后面觀察著這種微弱的閃光，并記下閃光的次數和角度。

第三天，盧瑟福正在自已的辦公室里看書，忽然蓋革沖了進來，驚慌地報告：“α粒子被金箔彈回來了好幾次！”這真是難以置信的消息。這等于告訴你，用一枚重磅炮彈去轟擊一張報紙，炮彈竟然被報紙彈回來了。盧瑟福很快恢復了鎮靜，這里面一定有奧妙。如果這兩位學生沒有看錯的話，莫非是我們以前對原子的看法有問題？

盧瑟福緊張地思考了幾個星期。他想，原子中的電子是早就被人觀察到了，但是原子中連續分布的正電荷物質，卻從來也沒有露過臉。原子里的正電荷難道不是均勻分布而是集中在一個很小的核心上？因為只有集中了原子質量90%以上的正電核心，才可能有足夠的力量來抵擋那些湊巧撞在上面的α粒子，并把它們彈回去。

按照這個想法，盧瑟福計算了α粒子穿過原子后向各個方向飛出去的次數，計算結果同蓋革、馬斯登的測量結果完全一致。在1911年2月，盧瑟福寫了題為《α和β粒子物質散射效應和原子結構》的論文，正式提出了被后人稱為盧瑟福的原子模型。

雖然，這個模型以后又被進一步的研究所改進，但是盧瑟福模型的提出開創了原子物理的新紀元，所以今天人們常常用這個模型的圖案作為近代物理學的一個標志。

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分子間引力和斥力

研究發現，分子之間的引力和斥力都隨分子間距離增大而減小，而且分子間斥力隨分子間距離增大而減小得更快些。由于分子間同時存在引力和斥力，兩種力的合力又叫作分子力。當兩個分子間距離為r₀時，分子間的引力與斥力平衡，分子間作用力為零，r₀的數量級為10^-10米，我們把距離為r₀的位置叫作平衡位置。當分子間距離r＜r₀時，分子間引力和斥力都隨距離

減小而增大，但斥力增加得更快，因此分子間作用力表現為斥力。當r＞r₀時，引力和斥力都隨距離的增大而減小，但是斥力減小得更快，因而分子間的作用力表現為引力，但它也隨距離增大而迅速減?。划敺肿娱g距離的數量級大于10^-9米時，分子間的作用力變得十分微弱，可以忽略不計了。

分子間力隨分子間距的變化規律