原子核式模型

1、 1-2 原子的核模型原子的核模型AP1P2SOP陰極射線實(shí)驗(yàn)裝置示意圖陰極射線實(shí)驗(yàn)裝置示意圖陰極射線管陰極射線管eeemce19106 . 1氫原子質(zhì)量18361emMillikan油滴實(shí)驗(yàn)測出單個(gè)電子的電荷油滴實(shí)驗(yàn)測出單個(gè)電子的電荷cesue191010)46(6021892. 110)14(803242. 4gme2810)47(109534. 9 湯姆遜湯姆遜( (Thomson) )發(fā)現(xiàn)電子之后發(fā)現(xiàn)電子之后, ,對于原子中正負(fù)電荷的分布他對于原子中正負(fù)電荷的分布他提出了一個(gè)模型：提出了一個(gè)模型：原子中帶正電荷均勻分布在整個(gè)原子空間原子中帶正電荷均勻分布在整個(gè)原子空間, ,電電子鑲嵌在

2、其中。子鑲嵌在其中。Thomson原子模型：面包（棗糕）模型原子模型：面包（棗糕）模型同時(shí)該模型還進(jìn)一步假定，電子分布在分離同時(shí)該模型還進(jìn)一步假定，電子分布在分離的同心環(huán)上，每個(gè)環(huán)上的電子容量都不相同，的同心環(huán)上，每個(gè)環(huán)上的電子容量都不相同，電子在各自的平衡位置附近做微振動?？梢噪娮釉诟髯缘钠胶馕恢酶浇鑫⒄駝??？梢园l(fā)射電磁輻射，而且各層電子繞球心轉(zhuǎn)動時(shí)發(fā)射電磁輻射，而且各層電子繞球心轉(zhuǎn)動時(shí)也會發(fā)光。這對于解釋當(dāng)時(shí)已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果、也會發(fā)光。這對于解釋當(dāng)時(shí)已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果、元素的周期性以及原子的線光譜，似乎是成元素的周期性以及原子的線光譜，似乎是成功的。功的。Thomson模型的失敗：與模型的失敗

3、：與粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符合。粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符合。90(7300)eMm真空室粒子源散射箔抽氣管閃爍計(jì)數(shù)器粒子源金箔Geiger計(jì)數(shù)器俯視圖俯視圖Thomson模型大于90度角散射概率估算R20241ReZeFvRRZe220241tFPPvmP0P0PPmvvRRZePP12412200202214mvRZeERZe024EZR5A1105 .1對Au，Z=79，取Eq=5MeV4100002102的幾率小于理論上，1/8000而實(shí)驗(yàn)上卻不小于可以看出，散射角是非常小的2302202424cZe rrRRFZerRr22024cZeFrThomson原子模型原子模型 Rutherford核

4、式模型核式模型Obb22012Emvdtdmrbmv20散射角粒子原子核Ze瞄準(zhǔn)距離:b0vv00cos2cos2dtFmv20vvyrF0220cos2sin2dFrbmv2222022cos42cosdZedFr2cos2422sin20220ZebmvbmvZectg202022散射角與瞄準(zhǔn)距離的關(guān)系：bEZebmvZectg20202042142定義：庫侖因子又稱碰撞參數(shù):b21402ctgEZeb EZemvZea1422114202200222ctgab庫侖散射公式：2/sin2rrdrddsin2d2cos2sin4bdbd2:圓環(huán)面積drdbdbdRutherford散射公式（

5、大量粒子對大量靶原子的散射dd2cos2sin4dbdbd2sin122sin2cos22222ctgab 20021mvZeadd被稱為有效散射截面，或微分截面。被稱為有效散射截面，或微分截面。2sin414220220dmvZedd, 0假設(shè)某固體元素的原子是球狀的，半徑為假設(shè)某固體元素的原子是球狀的，半徑為r r米，原子之米，原子之間是緊密地堆積在一起的。若該元素的原子量為間是緊密地堆積在一起的。若該元素的原子量為A A，那那么么1 1mol該原子的質(zhì)量為該原子的質(zhì)量為A A克，若這種原子的質(zhì)量密度克，若這種原子的質(zhì)量密度為為 , ,那么那么A A克原子的總體積為克原子的總體積為 ，一個(gè)

6、原子占的有體積為一個(gè)原子占的有體積為 ，即，即 所以原所以原子的半徑子的半徑 ，依此可以算出不同原子的半，依此可以算出不同原子的半徑，如下表所示：徑，如下表所示：)/(3cmg)(/3cmA334r/*343ANrA34/3ANAr3. 原子的大小估計(jì)：原子的大小估計(jì)：元素元素原子量原子量質(zhì)量密度質(zhì)量密度原子半徑原子半徑Li 7 0.7 0.16 Al 27 2.7 0.16Cu 63 8.9 0.14S 32 2.07 0.18Pb 207 11.34 0.19不同原子的半徑不同原子的半徑NmrrNrEmrmmrvmbmvrZevmmv002220422121marm1410)2sin11 (1422002mvrZermm 粒子散射實(shí)驗(yàn)粒子散射實(shí)驗(yàn)否定了否定了湯姆遜的原子模型，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，盧瑟福湯姆遜的原子模型，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，盧瑟福于于1911年提出了原子的核式模型。年提出了原子的核式模型。 一切原子中心有一個(gè)極小的原子核，半徑小于一切原子中心有一個(gè)極小的原子核，半徑小于10-14m, 原子核帶正電，原子核帶正電，其電荷為其電荷為Ze，原子半徑為，原子半徑為10-10m，電子位于