第一章原子的基本状况研究报告.ppt

第一章 原子的基本状况 1897年汤姆逊从如右图放电管中的阴极射线发现了带负电的电子,并测得了e/m比。 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 设计思想 2 实验装置及结果 汤姆逊提出原子的布丁(pudding)模型,认为正电荷均匀分 布在半径为R 的原子球体内,电子像布丁镶嵌在其中,如下左图 三、卢瑟福的原子模型及卢瑟福散射公式 1 卢瑟福的原子核式模型 1911年提出：原子由带正电荷并几乎占有全部质量的微小中心核以及绕核运行的电子所组成。 问题：b 不能直接测量，实验可测散射到θ-θ+dθ的粒子数。 四、原子核大小估计 * 本章主要讲原子的一般情况，如原子的质量，大小，核式结构．其中核式结构是本章的重点内容． 1.1 原子的质量和大小 一.原子的质量 1 原子质量单位和原子量 各种原子的质量各不相同，常用它们的相对值---原子量。 原子质量单位： 原子量：原子包含1个原子质量单位(1u)数 H：1.0079 C：12.011 O：15.999 Cu：63.54 2 原子质量 元素 X 的一个原子质量为： A：一摩尔原子以克为单位的质量数（原子量）。 No表示阿佛加德罗常数，No=6.022×1023/mol 对氢原子的：MH =1.67367×10-27 kg 3 阿佛加德罗常数No No是联系微观物理量与宏观物理量的纽带。 例：①No k=R 普适气体常数 R，k：玻尔兹曼常数 ②No e=F 法拉第常数 F=96486.7 C/mol 微观物理量通过No这个大常数与宏观物理量联系，告诉我们原子和分子实际上是多么的小。 二.原子的大小量级 将原子看作是球体,1摩尔原子占体积为 如果物质的密度为 ，A为原子量，则1摩尔原子占有体积 例如 Li 原子 A=7， =0.7， rLi=0.16nm； Pb 原子 A=207，=11.34，rPb=0.19nm； 原子的半径都约为10-10 m 即?的量级。 埃 三.关于电子 1 电子的发现 1874年 Stoney（斯坦尼）提出电荷的最小单位 1881年 Stoney命名电量子为电子 1899年 Thomson测量 和 1897年 J.J.Thomson证实阴极射线由负电微粒组成 通过磁场中的偏转测 电子的发现 1833年 1mol一价离子所带电量为常数（法拉第常数） Faraday电解定律：析出物质量正比于电解液电量 Millikan油滴实验精确测定 1909年 m=KQ=KIt B _ + E 2 电子的电量和质量 （1）加电场：P1-〉P2 阴极射线带负电 （2）再加磁场：P2-〉P1 （3）去电场：射线成一圆形 轨迹 可求电子的荷质比 e/m e = 1.602×10－19（c） me= 9.109×10－31 kg 3 电子的大小 质子质量： 原子物理中重要的两个无量纲常数之一。 从电子的静电固有能估计电子的经典半径： 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“布丁”模型。 汤姆逊正在进行实验 1.2 粒子的散射实验和原子的核模型 一.汤姆逊原子模型 为研究原子内部的结构和电荷分布，人们很自然的想利用高速粒子去轰击原子，根据入射粒子的散射情况来了解原子内部的情形。 二. 粒子散射实验 1896年，贝克勒尔发现了放射性现象，一种带正电的射线叫 射线。卢瑟福对 射线作了系统的研究，确认 射线实际上是高速运动的He2+离子（1908，他还发现了用粒子打在荧光屏上，通过对发光次数的计数来确定粒子的数目。 散射：粒子流射入物体，与物体中的粒子相互作用，沿各个方向射出的现象。 卢瑟福简介 卢瑟福 (E.Rufherford， 1871—1937) 英国物理学家. 1899年发现铀盐放射出α、β 射线，提出天然放射性元素的衰变理论和定律. 根据