基本介紹
- 中文名：梅子布丁模型
- 外文名：Plum pudding model
- 學科：量子力學
- 別稱：棗糕模型、洋李布丁模型
- 提出者：約瑟夫·湯姆孫
- 提出時間：1904年
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簡介
梅子布丁模型，又稱棗糕模型、葡萄乾蛋糕模型、湯姆孫模型、洋李布丁模型等，是早期量子力學里一種原子模型。1897年，約瑟夫·湯姆孫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，湯姆孫創立了原子的梅子布丁模型。這模型是由許多電子（那時，湯姆孫稱之為粒子）平衡地懸浮移動於帶正電荷的濃湯或雲球里，就好像帶負電荷的梅子分布於帶正電荷的布丁里．這些粒子被認為分布於幾個同心圓球面。
實驗
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·盧瑟福發表了盧瑟福模型，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。
湯姆孫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。湯姆孫闡明：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布的圓球．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？
在湯姆孫模型里，自由的移動於正價的布丁或雲球之間的電子，為了要維持穩定平衡，會自動地移動於一個圓球面。這圓球面是一系列同心的圓球面中間的一個。假若，一個電子往外移動，離開圓球面，它會感覺到有一股力量將它往球心拉引，因為，在它所處的球面，內部會有更多量的正電荷（參閱高斯定律）。所以，它必定會穩定的移動於同一個圓球面。另外，電子與電子之間的排斥作用也提供了更多穩定效應。
每一個圓球面有其伴隨的能量。電子從一個圓球面往內躍遷至另一個圓球面，會釋放能量，因而會產生光譜。湯姆孫嘗試將模型計算結果匹配幾個重要的譜線，可是並沒有得到顯著的成功。雖然如此，湯姆孫模型（還有1904年長岡半太郎的半太郎模型，一個從麥克斯韋的土星環穩定理論得到的點子，模擬土星環的原子模型。）預告了後來更成功的，太陽系統似的玻爾模型。
湯姆孫模型
1897年，約瑟夫·湯姆孫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，他認識到原子的道爾頓模型是錯誤的，原子可以分割；原子有帶著負電荷的電子，可以從原子中移開。1904年，湯姆孫設計了原子的梅子布丁模型。這模型是由許多電子（那時，湯姆孫稱之為粒子。雖然喬治·斯托尼已建議稱呼帶負電荷的粒子為電子。），電平衡地懸浮移動於帶正電荷的濃湯或雲球里，就好像帶負電荷的梅子分布於帶正電荷的布丁里．這些粒子被認為分布於幾個同心圓球面。
湯姆孫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。湯姆孫闡明：
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布的圓球．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？
在湯姆孫模型里，自由的移動於正價的布丁或雲球之間的電子，為了要維持穩定平衡，會自動地移動於一個圓球面。這圓球面是一系列同心的圓球面中間的一個。假若，一個電子往外移動，離開圓球面，它會感覺到有一股力量將它往球心拉引，因為，在它所處的球面，內部會有更多量的正電荷（參閱高斯定律）。所以，它必定會穩定的移動於同一個圓球面。另外，電子與電子之間的排斥作用也提供了更多穩定效應。
每一個圓球面有其伴隨的能量。電子從一個圓球面往內躍遷至另一個圓球面，會釋放能量，因而會產生光譜。湯姆孫嘗試將模型計算結果匹配幾個重要的譜線，可是並沒有得到顯著的成功。雖然如此，湯姆孫模型（還有1904年長岡半太郎的半太郎模型，一個從麥克斯韋的土星環穩定理論得到的點子，模擬土星環的原子模型。）預告了後來更成功的，太陽系統似的玻爾模型。
盧瑟福模型
1909年，在歐內斯特·盧瑟福的指導下，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。這就是著名的盧瑟福散射。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與梅子布丁模型預測的結果不同，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°）；而其它粒子都徑直通過位勢，方向沒有任何改變。因此，湯姆森的梅子布丁模型被拋棄。
1911年，歐內斯特·盧瑟福發表了盧瑟福模型，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。
