原子について考えるとき，小さな電子という惑星が中心にある原子核という太陽の回りを旋回するというイメージをいまも多くの人が思い浮かべますが，この原子模型を示したのは日本の物理学者，長岡半太郎です．ハレー彗星が出現した１９１０年，人類はまだ原子がどのような構造であるのかさえもよくわかっていなかったのです．（その１）と順番が逆になりましたが，原子構造の変遷についてみてみましょう．

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【１】トムソン模型（電子の発見）

　レントゲンがＸ線を発見した１８９５年の２年後，Ｊ．Ｊ．トムソンは電子を発見しました（１８９７年）．レントゲンとＪ．Ｊ．トムソンはこれらの発見によって，それぞれ１９０１年，１９０６年ノーベル賞に輝いています．その後も，電子の存在を示すような事実が次々に発見され，さらに電子の電荷と質量の測定に成功するに及んで，電子は最初の基本粒子として実在の物になったのです．

　Ｊ．Ｊ．トムソンは熱力学のウィリアム・トムソン（後のケルビン卿）の仮定を用いた原子模型を提案しています．その模型では，陽電気を帯びた物体がゼリー状に広がり，その中に多数の電子があって動いているというものでした．このような原子模型は，電子の発見者Ｊ．Ｊ．トムソンにちなんでトムソン模型と呼ばれます．トムソン模型は「ブドウパン・モデル」の別名でも知られていますが，プラスの電荷をもつものがパンで，電子がその中に点々と散らばっているというわけです．

　今世紀の初めはすべての原子はマイナスの電気をもっている電子を含むことがわかりはじめてきた頃で，原子は中性ですから原子中にはプラスの電気をもつ何物かがなければなりません．当時，多くの研究者が漠然と想像していたのは，正の電荷が一様に分布したものの中に負の電子が浮いているというもので，大部分の物理学者はこのトムソン模型を受け入れていました．

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【２】長岡・ラザフォード模型（原子核の発見）

　１９０３年，長岡半太郎は原子は原子核のまわりに何個かの電子がクーロン力に束縛されニュートン力学に従った軌道運動をしている，あたかも，われわれの住んでいる太陽系に似た構造をもっているという素朴な模型（太陽系モデル）を考案しました．

　それが実証されたのは１９１１年，ラザフォードのα線散乱実験によって原子核の存在が確かめられてからのことです．原子核の近くにおいてα粒子の軌跡は双曲線を描きます．ラザフォードの散乱実験が描いた原子は，原子のほとんど全質量をになう原子核のまわりを電子が円運動しているというもので，原子の中がほとんど空虚であるというのは一種の衝撃でもありました．

　長岡半太郎・ラザフォードの原子模型は，ボーアの原子模型の先駆をなすものでしたが，いくつかの難点があり，円運動をする電子は

ａ）絶えず電磁波を放出してエネルギーを失う（連続スペクトルを与える）

ｂ）らせん運動をし，ごく短時間に原子核にぶつかり吸収される（不安定である）

はずでした．すなわち，原子は閃光を発してたちまちにして消滅し，物質は跡形もなくこの世から姿を消してしまう−−−これでは大変なことになります．しかし，原子は安定でありかつ原子スペクトルは線スペクトルです．したがって，いかなる原子模型であれ，原子の安定性と線スペクトルを説明できるものでなければなりませんでした．

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