1904年至1906年间，卢瑟福和W.H.布拉格分别进行了α粒子的散射实验。他们发现，α射线在通过不同介质如空气、云母片和金属箔时，其速度会减慢且路径发生偏斜，即发生散射现象。例如，通过云母时，部分α射线的偏斜角度仅为2°，这种小角度散射现象在1906年冬季得到了卢瑟福的注意。他认识到，当α粒子达到一定速度时，能够深入原子内部，并通过其散射及引起的电场反应来探究原子结构的奥秘。

1907-1908年，盖革在卢瑟福的指导下继续进行α粒子散射研究，发现散射角度与金属箔的厚度和原子量有关，大部分粒子的散射角度很小，但极少数α粒子偏转角异常大。卢瑟福认识到，对大角度散射的精确观察对于理解原子内部电场和结构至关重要。在1909年3月，盖革和马斯登使用镭放射源，对金箔和铝箔进行实验，他们发现仅有约八千分之一的α粒子发生大角度偏转，其中有些甚至反弹回来。这种反常的散射现象令卢瑟福感到惊讶，尽管他之前对此有所推测。1925年，卢瑟福在演讲中回忆起这次实验，将其比喻为炮弹被反弹的惊人情景。

在卢瑟福的指导下，盖革和马斯登对实验结果进行了总结，并以论文形式提交给英国皇家学会。他们得出结论，大多数α粒子能够直接穿过金箔，表明原子内部存在空隙，而极少数的α粒子被偏转或反弹，这暗示原子内存在一个带正电的小核。基于这些观察和计算，1911年，卢瑟福提出了原子结构的行星模型，即原子由带正电的小核和围绕其运动的带负电的电子构成，类似于行星绕太阳的运动模型。

扩展资料

α粒子质量为6.64×10^-27kg。α粒子带正电荷，由两粒带正电荷的质子和两粒中性的中子组成，相等于一个氦原子核。由于带正电荷，它会受电磁场影响。在自然界内大部分的重元素（原子序数为82或以上）都会在衰变时释放它，例如铀和镭。由于α粒子的体积比较大，又带两个正电荷，很容易就可以电离其他物质。因此，它的能量亦散失得较快，穿透能力在众多电离辐射中是最弱的，在空气中只能前进几厘米，人类的皮肤或一张纸已能隔阻α粒子。其速度可以达到光速的十分之一。