卢瑟福-提出有核原子模型

卢瑟福很善于运用简单而直观的仪器，取得精确又可靠的结果，用闪烁法观测α粒子的一些实验就是另一个突出的例子。观测α粒子散射靠的是闪锌屏，闪锌屏也叫闪烁屏，是在屏幕上涂一层硫化锌，α粒子打到它上面会发出微弱的闪光。
     实验者用肉眼通过显微镜对准闪烁屏幕，一个一个地计数，再移动显微镜的位置，分别读取不同位置的闪烁数，由此可以确定α粒子散射的统计分布。实验者要在暗室中长时间地观测和记录闪烁屏上的闪烁数，这样的工作既单调、又乏味，但是观测结果却比照相法精确得多，所以这种方法在早期核物理学中有重要地位。
     1908 年，卢瑟福的助手盖革（1882～1945）在用闪烁法观测α散射时，发现金箔的散射作用比铝箔强。卢瑟福建议盖革系统地考察不同物质的散射作用，以便在“这些物质的散射能力和遏止能力之间建立某种联系”，并让学生马斯登协助工作。他们的α射线管长达4米，本来是希望使α射束尽量地窄，以便测出准确数据。然而，出乎意料地是闪锌屏上总出现不正常的闪光，有可能是经管壁反射所致。
     为此，卢瑟福建议他们试试让α粒子从金属表面上直接反射，没有想到，这一建议竟导致了盖革和马斯登得到α射线大角度散射的惊人结果。当卢瑟福知道这个结果时，实在难以置信，因为这无法用J·J·汤姆生的实心带电球原子模型和散射理论解释。即使用汤姆生后来提出的多次散射理论，也只能定性地说明这一反常现象，因为多次散射的几率小到微不足道，与实验的结果相差得太远了。卢瑟福对这个问题苦思了好几星期，终于在1910年底，经过数学推算，证明“只有假设正电球的直径小于原子作用球的直径，α粒子穿越单个原子时，才有可能产生大角度散射。”也就是说，只有假设原子中有一个直径很小的核，正电荷集中在核心内，才能解释为什么会出现α粒子大角度散射。
     这就是原于核的发现经过。我们要向年轻的读者们再一次指出，这样伟大的发现乃是从大量的观察记录中，经过反复研究后作的。读者们也许很难想象，科学家进行实验竟是这样经年累月地用肉眼盯着闪烁屏，通过重复而频繁的计数，长时间进行统计工作，那需要何等的耐心和毅力。更有甚者，守在闪烁屏前绝不许打瞌睡。眼睛要睁得大大的，丝毫不能分心，注意力要高度集中，这确非普通人能够忍受，所以必须经过严格训练。甚至到20世纪20年代，闪烁计数还是物理学家必须受到的基本训练呢！在这方面，作为核物理学的先驱，卢瑟福自然要吃苦在前。
     1918年11月17日，卢瑟福在给玻尔的信中曾经这样写过：“我多希望这里有您一起讨论核碰撞的意义。我想，我已经得到了一些相当惊人的结果，我的老眼统计微弱的闪烁数真够困难。不过靠了凯依的帮助，在过去4年的业余时间里，我还是做了大量的工作。”凯依是卢瑟福的年轻助手。值得一提的是，卢瑟福本人这时也还不老，他当时只有47岁，可是他的眼睛已经不适于观测闪烁屏了。即使这样，他每天还要把4小时的业余时间用于α射线的研究。