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江苏成考高起本物理--原子的核式结构

来源:www.jiangsu-edu.com    时间:2022-08-16 18:57:12    作者:江苏成人高考网

  【导读】2022年江苏成人高考于10月15-16日考试,江苏成人高考网小编整理了江苏成考高起本物理--原子的核式结构。具体内容如下:

江苏成考高起本物理

  1909~1911年,英国的物理学家卢瑟福和他的助手做了用α粒子轰击金箔的实验,根据实验现象,他们否定了汤姆孙的“枣糕”式原子模型,同时卢瑟福提出了原子的核式结构。

  1.α粒子的散射实验

  α粒子的散射实验如图5.1-1所示,用α粒子流轰击金属箔(F),经M过金属箔后射出的α粒子偏离了原来的入射方向,发生了散射现象。在实验中用探测器(M)测量α粒子散射后在各个方向上的粒子数。

  实验表明:大多数α粒子经金属箔后沿原来的方向前进,少数α粒子发生较大的偏转,有极少数的α粒子的偏转角超过90°,个别的偏转角几乎达到180°,与原来的入射方向相反。

  α粒子的能量较大,它可以穿过金属箔中的原子的内部,在原子内部的作用下发生散射,因此α粒子的散射情形与原子的结构有关,它是探索原子结构的一种途径。

  2.原子的核式结构

  卢瑟福根据α粒子的散射现象提出了原子的核式结构:原子的中心有一个很小的原子核,它的直径的数量级为10¯¹⁵m,约为原子直径数量级的十万分之一。原子核的质量几乎等于原子的全部质量。带负电的电子在原子核外绕核旋转。原子核所带的正电荷数等于核外电子的电荷数,因此整个原子的总电荷量为零。

  氢原子是最简单的原子,它的原子核带一个单位的正电荷(即基本电荷e=1.6×10¯¹⁹C),核外只有一个电子绕原子核旋转。

  根据原子的核式模型可以满意地解释α粒子散射的实验现象。α粒子是带正电的粒子,当它进入原子内部时将受到带正电的原子核的库仑斥力作用,这个力使α粒子的运动方向发生偏转,出现散射现象,根据卢瑟福的原子模型,原子核很小,因此大多数α粒子进入原子内离原子核的距离较大,它们受到的库仑斥力很小,它们运动方向的偏转也很小,几乎沿原来的方向前进,对于少数能够进人到距原子核很近的α粒子,将受到较大的库仑斥力作用,发生较大的偏转。个别的α粒子正对着原子核射人,它在库仑斥力的作用下,最终沿反方向射出,偏转角达到180°。根据卢瑟福的原子核式模型,可以从理论上推得α粒子散射后沿各个方向上粒子数分布的公式。这个公式与实验测得的结果符合。

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