原子结构的探究和发现.docVIP

原子结构的探究和发现

原子结构的探究和发现

原子结构的探究和发现

原子结构得探究和发现

189７年J、Ｊ、汤姆孙发现电子后提出了原子模型―葡萄干蛋糕模型、她认为原子是一个带正电得球（蛋糕)，带负电得电子（葡萄干）均匀分布在这个球里、在一次实验中，卢瑟福建议马斯登做让a粒子从金属表面直接反射得实验，这就导致了著名得“a射线大角度散射”得惊人结果、19１1年,卢瑟福根据a粒子散射实验提出了“核式结构模型”:全部正电荷集中在原子球体得中心，原子核约占原子大小得几万分之一,原子得近乎全部质量(占9９、9％以上)集中在原子核上，电子在核外空间受到核电荷得电磁吸引而绕核旋转、至于稳定性间题，她并不讳言,在论文一开始,就声明：“在现阶段，不必考虑所提原子得稳定性,因为显然这将取决于原子得细微结构和带电组成部分得运动。”

然而，对于原子核内部结构得研究，科学家又是怎样探究得呢?

１91４年,卢瑟福得学生马斯登在用闪烁镜观测。射线在空气中得射程时，注意到实验中出现了一些射程特别长得粒子、卢瑟福在助手得协助下前后做了3年左右得实验，于1919年宣布实现了轻元素原子得转变。卢瑟福经过反复试验终于确定氮原子在ａ粒子得轰击下发生了核得转变,从氮核中放出了氢核，她得研究开辟了人工核反应得道路、后来，布拉凯特用威耳逊云室记录粒子得径迹，找到了氮气在Q粒子轰击下产生氢核得证据,不过几率非常小，在20190多张照片中只有8条径迹出现氢核径迹得分叉、192０年以前,人们根据积累得事实普遍认为原子核是由质子和电子组成得、这种观念既包含了181５年普劳特关于一切元素得原子都是由氢原子构成得假说，又解释了汤姆孙和阿斯顿用质谱仪得出得新发现、但是新得矛盾也出现了,莫塞莱精确建立了核电荷数Z与原子序数得恒等关系,证明质子数与电子数不可能相等,这就促使卢瑟福在1920年提出大胆得却是经过深思熟虑得新假说：“在某些情况下,也许有可能有一个电子更加紧密地与氢核结合在一起，组成一种中性得双子、这样得原子也许有很新颖得特性、除非特别靠近原子核，它得外场也许实际为０、结果它有可能自由地穿透物质、它得存在也许很难用光谱仪进行检测，也许不可能把它禁闭在密封得容器里。换句话说,它应很容易进人原子结构内部，或者与核结合在一起,或者被核得强场所分解、’川要解释重元素核得组成,这种原子得存在看来几乎是必需得、这就是著名得卢瑟福中子假说、

为了检验卢瑟福得假说，自192１年起卢瑟福得学生查德威克历经n年终于在１9３2年找到了确切得证据、她对披特别感兴趣，因为被在a粒子轰击下是不发射质子得，据说被矿往往含有大量得氦，也许被核在辐射得作用下，会分裂成两个a粒子和一个中子、查德威克安排她得学生继续对被进行辐射，做了大量实验，实验曾一度出现有利得证据，但由于放射源（车卜）不够强,信号太弱，无法做出判断、

据查德威克回忆,当她读到约里奥?居里报道被辐射得惊人特性得文章时，她把这一看法告诉了卢瑟福、卢瑟福喊道:“我不相信、”卢瑟福得潜意识是认为很可能这里出现了多年想寻找得中子!查德威克立即用准备好得针源和新得探测仪器做了几天紧张得实验、1932年2月17日，查德威克给《自然》杂志写了一篇通讯,题为“中子可能存在”，这时离约里奥？居里夫妇得论文发表不到一个月、接着,查德威克在《英国皇家学会通报》上发表了题为“中子得存在一文,详细报告了实验结果及理论分析。她首先证明高速质子流并非来自石蜡一类得含氢成分,因为即使不含氢得材料也会产生高速质子流,其中必有蜕变过程。她再用吸收法测质子得能量，测量值约为6、7MeV、根据能量守恒定律推算，被辐射如果是了射线,下光子应具有得能量为55Mｅｖ、用同样得被辐射轰击氮，推算氮原子得反冲能量最大为。。朽MeV,但实验得到得数据却是1、2ＭｅV，不满足能量守恒定律。查德威克在论文中写道:“显然，在这些碰撞过程中，我们要么放弃应用能量与动量守恒，要么采用另一个关于辐射本性得假设、如果我们假设这一辐射不是量子辐射(即丫光子），而是质量与质子几乎相等得粒子，所有这些与碰撞有关得困难都会消除。”查德威克进一步用云室方法测定了中子得质量，结果与质子得质量非常接近。再根据质谱仪得数据推算，得到中子质量得精确值为1、0067u。各方面得事实充分证明了中子得得确确存在着、

发现中子得意义主要表现在三方面：第一是为核模型理论提供了重要依据，从此核物理学进人了一个崭新得阶段;其次是激发了一系列新课题得研究，引起了一连串得新发现，其中最重要得是人工放射性、慢中子和核裂变；第三是打开了核能实际应用得大门。在研究原子核性质得过程中,人们逐渐知道了核子之间具有得核力是一种强相互作用、核力是一种短程力。作用半径接近于1。5只１０一’sｍ，在这个范围内其强度量级相同，超过这个范围其强度减少到可以忽略得程度、原子