第1章-原子的核式结构.pptVIP

*******************第一章原子的核式结构内容：1、汤姆孙原子结构模型2、原子的核式结构3、卢瑟福散射理论4、原子的组成和大小5、卢瑟福核式结构的意义和困难重点：原子的核式结构、卢瑟福散射理论§1.1汤姆孙原子结构模型一电子的发现1897年，汤姆逊通过阴极射线管的实验发现了电子，并进一步测出了电子的荷质比:e/m汤姆逊被誉为:“一位最先打开通向基本粒子物理学大门的伟人.”图１汤姆逊正在进行实验电子的发现并不是偶然的，在此之前已有丰富的积累。1811年，阿伏伽德罗（A.Avogadno）定律问世，提出1mol任何原子的数目都是NA个。1833年，法拉第（M.Faraday）提出电解定律，1mol任何原子的单价离子永远带有相同的电量-即法拉第常数，1874年，斯迪尼（G.T.Stoney）综合上述两个定律，指出原子所带电荷为一个电荷的整数倍，这个电荷是斯迪尼提出，用“电子”来命名这个电荷的最小单位。但实际上确认电子的存在，却是20多年后汤姆逊（J.J.Thomson）的工作；1897年，汤姆逊（J.J.Thomson）发现电子：通过阴极射线管中电子荷质比的测量，汤姆逊（J.J.Thomson）预言了电子的存在。1897年德国(w.kaufman)做了类似实验,测定的e/m远比汤姆逊要精确,与现代值相差1﹪,同时还观察到e/m随电子的速度的改变而改变.但他没有勇气发表这些结果,直到1901年才将结果公布.图2阴极射线实验装置示意图加电场E后，射线偏转，?阴极射线带负电。再加磁场H后，射线不偏转，??。去掉电场E后，射线成一圆形轨迹，??求出荷质比。微粒的荷质比为氢离子荷质比的千倍以上?阴极射线质量只有氢原子质量的千分之一还不到?电子电子电荷的精确测定是在1910年由R.A.密立根（Millikan）作出的，即著名的“油滴实验”。e=110-19C，m=9.1093897×10-31kg。质量最轻的氢原子：1.673×10-27kg原子质量的数量级：10-27kg——10-25kg??A：以克为单位时,一摩尔原子的质量.。

N0:阿伏加德罗常数。(6.022?1023/mol)原子的半径－10-1０m（0.1nm）二、汤姆逊原子模型－布丁模型1903年英国科学家汤姆逊提出“葡萄干蛋糕”式原子模型或称为“西瓜”模型－原子中正电荷和质量均匀分布在原子大小的弹性实心球内，电子就象西瓜里的瓜子那样嵌在这个球内。该模型对原子发光现象的解释－电子在其平衡位置作简谐振动的结果，原子所发出的光的频率就相当于这些振动的频率。卢瑟福1871年8月30日生于新西兰的纳尔逊，毕业于新西兰大学和剑桥大学。1898年到加拿大任马克歧尔大学物理学教授，达9年之久，这期间他在放射性方面的研究，贡献极多。1907年，任曼彻斯特大学物理学教授。1908年因对放射化学的研究荣获诺贝尔化学奖。1919年任剑桥大学教授，并任卡文迪许实验室主任。1931年英王授予他勋爵的桂冠。1937年10月19日逝世。§1.2原子的核式结构(卢瑟福模型)一盖革－马斯顿实验实验结果：大多数散射角很小，约1/8000散射大于90°；极个别的散射角等于180°。

(a)侧视图(b)俯视图。R:放射源；F:散射箔；?S:闪烁屏；B:金属匣α粒子：放射性元素发射出的高速带电粒子，其速度约为光速的十分之一，带+2e的电荷，质量约为4MH。散射：一个运动粒子受到另一个粒子的作用而改变原来的运动方向的现象。粒子受到散射时，它的出射方向与原入射方向之间的夹角叫做散射角。这是我一生中从未有过的最难以置信的事件，它的难以置信好比你对一张白纸射出一发15英寸的炮弹，结果却被顶了回来打在自己身上－卢瑟福的话二汤姆逊模型的困难近似1：粒子散射受电子的影响忽略不计，只须考虑原子中带正电而质量大的部分对粒子的影响。当rR时，原子受的库仑斥力为：当rR时，原子受的库仑斥力为：当r=R时，原子受的库仑斥力最大：近似2：只受库仑力的作用。粒子受原子作用后动量发生变化：最大散射角：大角散射不可能在汤姆逊模型中发生,散射角大于3°的比1%少得多；散射角大于90°的约为10-3500.必须重新寻找原子的结构模型。解决方法：减少带正电部分的半径R，使作用力增大。困难：作用力F太小，不能发生大角散射。原子序数为Z的原子的中心,有一个带正电荷的