原子核式模型

1、 1-2 原子的核模型原子的核模型AP1P2SOP陰極射線實驗裝置示意圖陰極射線實驗裝置示意圖陰極射線管陰極射線管eeemce19106 . 1氫原子質(zhì)量18361emMillikan油滴實驗測出單個電子的電荷油滴實驗測出單個電子的電荷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, ,對于原子中正負電荷的分布他對于原子中正負電荷的分布他提出了一個模型：提出了一個模型：原子中帶正電荷均勻分布在整個原子空間原子中帶正電荷均勻分布在整個原子空間, ,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）模型同時該模型還進一步假定，電子分布在分離同時該模型還進一步假定，電子分布在分離的同心環(huán)上，每個環(huán)上的電子容量都不相同，的同心環(huán)上，每個環(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。可以電子在各自的平衡位置附近做微振動。可以發(fā)射電磁輻射，而且各層電子繞球心轉(zhuǎn)動時發(fā)射電磁輻射，而且各層電子繞球心轉(zhuǎn)動時也會發(fā)光。這對于解釋當(dāng)時已有的實驗結(jié)果、也會發(fā)光。這對于解釋當(dāng)時已有的實驗結(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?。号c模型的失敗

3、：與粒子散射實驗結(jié)果不符合。粒子散射實驗結(jié)果不符合。90(7300)eMm真空室粒子源散射箔抽氣管閃爍計數(shù)器粒子源金箔Geiger計數(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而實驗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

6、原子占的有體積為一個原子占的有體積為 ，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：原子的大小估計：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 粒子散射實驗粒子散射實驗否定了否定了湯姆遜的原子模型，根據(jù)實驗結(jié)果，盧瑟福湯姆遜的原子模型，根據(jù)實驗結(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極小的原子核，半徑小于一切原子中心有一個極小的原子核，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