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ガイガーとマースデンの実験によるラザフォードの原子模型について、よくわからな...

usa********さん

2018/5/2017:05:40

ガイガーとマースデンの実験によるラザフォードの原子模型について、よくわからない点があるのでこの場を借りて質問させていただきます。

まず、ガイガーとマースデンの行った実験についてなのですが、この実験結果(高速の重い粒子i.e.α粒子が金箔により大きく曲げられる)が、トムソンの原子模型では説明のつかない物であったから、ラザフォードの原子模型が登場したと理解しています。
ここまでは特に問題ないのですが、以下の質問に頭を悩まされています。

When alpha particles are directed at a thin gold foil it is found that most of the alpha particles go straight through undeflected. However, a very small number are scattered through angles greater than 90°. Which of the following is not a valid conclusion?
(α粒子が大きく曲げられるという事実によって導き出せる結論として正しくないものを一つ選べ)

1. The atom is mainly empty space. (原子のほとんどは空っぽな空間である)
2. The nucleus must be positively charged.(原子は・正に帯電されている)
3. The nucleus must contain most of the mass of the atom.(原子の質量のほとんどが原子核に含まれている)
4. There is a large charge concentration in the centre of the atom.(大きな電荷の塊が原子の中心に存在する)

(英訳が下手で申し訳ありません…)
答えは2番なのですが、なぜそうなるのかが理解できません。
そもそもα粒子というのは正に帯電していて、それが大きな角度で曲げられるのは、原子核も正に帯電しているからだとばっかり思っていたのですが…。
いろいろな説明を見て回って、ラザフォード散乱(https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A9%E3%82%B6%E3%83%95%E3%82%A9%...)という原理にまでは行き着いたのですが、数式が高度すぎてよく理解できません。
(ある方の説明では上の数式により、電荷の正負に関係なくα粒子は曲がるから、という説明をされていたのですが、上の数式がさっぱりわからない私にはよくわかりませんでした…)
高校生でもわかるように説明していただけたらすごく助かります。
よろしくお願いいたします。

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ベストアンサーに選ばれた回答

har********さん

2018/5/2018:10:25

答えは残念ながら3です。2はあなたの考えるように正しいです。α線は電気の力で散乱を受けるので、正に帯電しているは正しい推論です。

返信を取り消しますが
よろしいですか?

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質問した人からのコメント

2018/5/22 23:02:33

わかりやすい御回答をありがとうございました。
よく納得できました。

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