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卢瑟福核式结构模型

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卢瑟福α粒子散射实验现象及结论

第一, 绝大多数α粒子穿过金箔后几乎沿原方向前进;

第二, 少数α粒子穿过金箔后发生了较大偏转;

第三, 极少数α粒子击中金箔后几乎沿原方向反回;

α粒子散射实验的结论是帮助科学家否定了长期以来的“枣糕状”原子模型;建立了原子的核式结构模型。即:原子中心有个很小的核,叫原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内,带负电的电子绕核做高速的圆周运动;

α粒子散射实验

在α粒子的散射实验以后的继续研究中,物理科学家们还发现这两个结论:

第一,原子核又可分为质子和中子;(原子核的全部正电荷都集中在质子内)质子的质量约等于中子的质量;

第二,质子数等于原子的核电荷数(Z);质子数加中子数等于质量数(A); 注明,以上的两个结论,并不是α粒子的散射实验的分析结论。

α粒子散射实验与汤姆孙的枣糕模型

汤姆孙发现了电子,把物理学研究范畴引入了更为微观的原子领域,并提出了原子结构的枣糕模型,而这一模型被卢瑟福通过散射实验否定。

枣糕模型(又称梅子布丁模型、汤姆孙模型、葡萄干布丁模型),是物理学家汤姆孙(J.J.Thomson)在1898年提出的关于原子结构的一种假设模型。

汤姆孙枣糕模型是基于阴极射线的分析得到的,是发现电子之后,对原子结构探索的一种假设。

汤姆孙枣糕模型

如上图所示,枣糕模型是早期科学家们在探索原子内部构造时,由汤姆生提出来的一种“原子结构”概念,其观点是:

王尚老师辅导书物理自诊断每道题都有视频讲解,哪道题不会扫题旁二维码即可看视频,学习更高效,考试分数更高,欢迎添加微信teacherws咨询。除电子外,原子的质量与正电荷如同糕点一样均匀排布,电子则如同枣一样随机嵌入在糕点之中。请同学们借助卢瑟福的轰击实验来分析,这一模型是否正确?

枣糕模型提出的逻辑

1,物理wuli.in学者们通过对阴极射线的研究,发现这一现象:原子能够激发出来一种“物质”。这种物质到底是一种微粒,还是一种电磁波,众说纷纭。

2,汤姆孙利用垂直电场,发现该物质偏转(即论证出该物质带电),且不同物质激发后的荷质比为固定值。这便彻底否定了赫兹等人的电磁波假说。

3,既然阴极能够激发出这种更小的粒子,说明阴极这种金属原子是可以分割的。这便原子在古希腊语中的含义就是,不可在分割的最小微粒。

4,原子可以分割,那么原子到底是有什么组成的呢?汤姆孙提出了前文所述的枣糕模型。同学们可以根据文章底部参考文献进一步深入理解该理论。

卢瑟福轰击实验

深入理解卢瑟福阿尔法粒子轰击实验要解决的几个问题

针对选修3-5课本中讲到卢瑟福α粒子散射实验,笔者提出几个疑问,请同学们思考:

(1)为什么轰击金元素?

(2)为什么是金箔而不是金属板?

(3)为什么选择阿尔法粒子?为什么不是氢核或其它?

(4)如何检测大量穿透金箔的粒子是阿尔法粒子而不是其它?

卢瑟福阿尔法粒子轰击实验

卢瑟福α粒子轰击实验过程简介

实验用准直的α射线轰击厚度为微米的金箔,发现绝大多数的α粒子都照直穿过薄金箔,偏转很小,但有少数α粒子发生角度比汤姆森模型所预言的大得多的偏转,大约有1/8000 的α粒子偏转角大于90°,甚至观察到偏转角等于150°的散射,称大角散射,更无法用汤姆森模型说明。

王尚老师辅导书物理自诊断每道题都有视频讲解,哪道题不会扫题旁二维码即可看视频,学习更高效,考试分数更高,欢迎添加微信teacherws咨询。1911年卢瑟福提出原子的有核模型(又称原子的核式结构模型),与正电荷联系的质量集中在中心形成原子核,电子绕着核在核外运动,由此导出α粒子散射公式,说明了α粒子的大角散射。卢瑟福的散射公式后来被盖革和马斯登改进了的实验系统地验证。

根据大角散射的数据可得出原子核的半径上限为10的-14次方米,此实验开创了原子结构研究的先河。

卢瑟福的轰击实验及其结论

这个实验推翻了J.J.汤姆森在1903年提出的原子的葡萄干圆面包模型(也称枣糕模型),认为原子的正电荷和质量联系在一起均匀连续分布于原子范围,电子镶嵌在其中,可以在其平衡位置作微小振动,为建立现代原子核理论打下了基础。

卢瑟福核式结构模型

卢瑟福核式结构模型

卢瑟福通过对α粒子散射实验的结论分析,建立了原子核式结构模型。该模型认为:

原子中心有个很小的核,叫原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内,带负电的电子绕核做高速的圆周运动;我们也称核式结构模型为行星模型或卫星模型。原子核的数量级为1015m.

卢瑟福轰击实验学习问题与王尚老师答疑

王尚老师物理答疑

学生问题:卢瑟福轰击实验的现象有哪些?

卢瑟福轰击实验结果是:第一, 绝大多数α粒子穿过金箔后几乎沿原方向前进;第二, 少数α粒子穿过金箔后发生了较大偏转;第三, 极少数α粒子击中金箔后几乎沿原方向反回;如果汤姆孙的枣糕模型是成立的,那么绝对不会发生偏转甚至是反弹。因为质量和电荷量不集中,被稀释了,就不可能有力作用在α粒子上。

参考文献

波尔能级模型http://gaozhongwuli.com/zongjie/x35/480390.html

汤姆孙枣糕模型http://gaozhongwuli.com/top/481786.html

电子的发现过程http://gaozhongwuli.com/top/481783.html

爱因斯坦光电效应http://gaozhongwuli.com/zongjie/kaodian/437787.html

阿尔法散射实验结论http://blog.teacherws.com/wen/13432.html

波长测量实验http://gaozhongwuli.com/zongjie/x34/480385.html

原子物理学外传http://gaozhongwuli.com/zongjie/kaodian/437801.html

原子物理学公式总结http://gaozhongwuli.com/top/481779.html

作者:王尚,苏阳。校正:齐思源。版权归属高中物理网(gaozhongwuli.com),严禁转载。

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本文发表于2018年04月17日;标签归档: ;本站文章拒绝任何形式转载,否则法庭见。