梅子布丁模型 摘錄於维基百科

原子的梅子布丁模型展示圖.在湯姆森的數學模型裏,帶負電荷的粒子(現在稱為電子)非隨機的分佈於幾個同心圓球面。

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梅子布丁模型(英语:Plum pudding model,又称枣糕模型、葡萄干蛋糕模型、湯姆森模型等)是早期量子力學裏一種原子模型。1897年,約瑟夫·湯姆森突破性地從陰極射線中,發現了電子的存在。在這歷史性的大發現之後,他開始極力反對原子的道爾頓模型。他認為原子不是不可分的;包含在原子內的,是帶著負電荷的電子,可以從原子中移開。1904年,湯姆森創立了原子的梅子布丁模型。這模型是由許多電子(那時,湯姆森稱之為粒子。雖然喬治·斯托尼已建議稱呼帶負電荷的粒子為電子[1]。),電平衡地懸浮移動於帶正電荷的濃湯或雲球裏,就好像帶負電荷的梅子分佈於帶正電荷的布丁裏.這些粒子被認為分佈於幾個同心圓球面。

湯姆森的論文發表於哲學雜誌的1904年3月刊,那時候最權威的英國科學期刊。湯姆森闡明[4]:

我們假定,在原子的內部,有幾個粒子,移動於一個正電荷均勻分佈的圓球.我們需要解答的問題是

(1) 原子的內部結構細節,也就是說,粒子怎樣擺設自己於圓球內?

(2) 這結構會給予原子什麼樣的性質?

——約瑟夫·湯姆森,于《Philosophical Magazine》,March 1904, p. 237-265

拉塞福原子核模型

1909年,在歐尼斯特·拉塞福的指導下,漢斯·蓋革和歐內斯特·馬士登發射阿爾法粒子射束於很薄很薄,只有幾個原子厚度的金箔紙。這就是著名的拉塞福散射[2]。假若梅子布丁模型是正確的,由於正電荷完全均勻地散開,而不是集中於一個原子核,庫侖位勢的變化不會很大,通過這位勢的阿爾法粒子,其移動方向應該只會有小角度改變。

然而,他們得到的實驗結果非常詭異,大約每8000個阿爾法粒子,就有一個粒子的移動方向會有很大角度的改變(超過90°);而其它粒子都直直地通過位勢,方向沒有任何改變。從這結果,1911年,歐尼斯特·拉塞福發表了拉塞福模型[3],大多數的質量,都集中於一個很小的正價區域(原子核);電子則包圍在區域的外面。當一個(正價)阿爾法粒子移動到非常接近原子核,它會被很強烈的排斥,以大角度反彈。原子核的小尺寸解釋了為什麼只有少數的阿爾法粒子被這樣排斥。

太陽系統似的波耳模型

1913年,尼爾斯·波耳發表了波耳模型。在原子內部,電子環繞著原子核作軌道運動。這運動是穩定的.只有在吸收或發射固定能量的電磁波時,電子才能夠改變軌道。