科学物理学10大著名实验，每一个都是划时代的发现！( 五 )
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排名第九：卢瑟福散射与原子的有核模型
本文插图
卢瑟福(1871—1937)在 1898 年发现了 a 射线 。 1911 年卢瑟福在曼彻斯特大学做放射能实验时 ， 原子在人们的印象中就好像是“葡萄干布丁” ， 即大量正电荷聚集的糊状物质 ， 中间包含着电子微粒 ， 但是他和他的助手发现向金箔发射带正电的 a 射线微粒时有少量被弹回 ， 这使他们非常吃惊 。 通过计算证明 ， 只有假设正电球集中了原子的绝大部分质量 ， 并且它的直径比原子直径小得多时 ， 才能正确解释这个不可想象的实验结果 。 为此卢瑟福提出了原子的有核模型：原子并不是一团糊状物质 ， 大部分物质集中在一个中心的小核上 ， 称之为核子 ， 电子在它周围环绕 。
这是一个开创新时代的实验 ， 是一个导致原子物理和原子核物理肇始的具有里程碑性质的重要实验 。 同时他推演出一套可供实验验证的卢瑟福散射理论 。 以散射为手段研究物质结构的方法 ， 对近代物理有相当重要的影响 。 一旦我们在散射实验中观察到卢瑟福散射的特征 ， 即所谓“卢瑟福影子” ， 则可预料到在研究的对象中可能存在着“点”状的亚结构 。 此外 ， 卢瑟福散射也为材料分析提供了一种有力的手段 。 根据被靶物质大角散射回来的粒子能谱 ， 可以研究物质材料表面的性质(如有无杂质及杂质的种类和分布等) ， 按此原理制成的“卢瑟福质谱仪”已得到广泛应用 。
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排名第十：米歇尔·傅科钟摆试验
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1851 年 ， 法国著名物理学家傅科(1819—1868)为验证地球自转 ， 当众做了一个实验 ， 用一根长达 67m 的钢丝吊着一个重 28kg 的摆锤《摆锤直径 0.30m) ， 摆锤的头上带有钢笔 ， 可观测记录它的摆动轨迹 。 傅科的演示说明地球是在围绕地轴旋转 。 在巴黎的纬度上 ， 钟摆的轨迹是顺时针方向 ， 30 小时一周期；在南半球 ， 钟摆应是逆时针转动；而在赤道上将不会转动；在南极 ， 转动周期是 24 小时 。
这一实验装置被后人称为 傅科摆 ， 也是人类第一次用来验证地球自转的实验装置 。 该装置可以显示由于地球自转而产生科里奥利力的作用效应 ， 也就是傅科摆振动平面绕铅垂线发生偏转的现象 ， 即傅科效应 。 实际上这等同于观察者观察到地球在摆下的自转 。
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