拉塞福的原子模型 完全弹性碰撞是物理上很重要的主题，同学可藉此 .doc

拉塞福的原子模型完全彈性碰撞是物理上很重要的主題，同學可藉此複習完全彈性碰撞。請注意互相碰撞之二物體之質量大小。 以α粒子為探測原子的射彈，其理由是：　(A)α粒子帶正電　(B)α粒子質量甚小　(C)α粒子能量大，可以貫穿原子　(D)α粒子的能量恰可深入原子內部。答案： D 拉塞福的金箔散射實驗，其最大的成就是：　(A)建立原子有核的觀念　(B)原子內有正電　(C)原子可以分割　(D)確定原子的半徑。答案： A 以α粒子射入金箔，使α粒子產生散射的主要作用力是：　(A)α粒子與原子核間的庫侖力　(B)α粒子與電子間的庫侖力　(C)α粒子與原子核間的萬有引力　(D)α粒子與原子核間的庫侖力以及α粒子與電子間的庫侖力　(E)α粒子與原子核間的萬有引力以及庫侖力，兩者都重要。答案： A 如附圖為α質點經過原子核附近被散射時的軌跡，哪一圖是錯的？(A)　　　 (B)　　　　 (C)　　　　(D)　　　　(E)答案： D α質點被靜止之重原子核散射時的軌跡是：　(A)圓　(B)直線　(C)橢圓　(D)拋物線　(E)螺線　(F)雙曲線。答案： F 在α質點和原子核的散射實驗中，最靠近原子核的α質點的散射方向為：　(A)　(B)　(C)　(D)　(E)。答案： E α粒子掠過金原子內的電子旁邊時，則：　(A)可能被反向彈回　(B)作小角度的散射　(C)向各方向均勻散射　(D)幾乎不受影響。答案： D 對原子核作α－粒子散射的拉塞褔實驗時，直接可測出的量為：　(A)瞄準誤差b（或稱為撞擊參數）和散射角θ　(B)散射角大於或等於θ之α－粒子數Nθ和散射角θ　(C)α－粒子與原子核間的最小距離r0和Nθ　(D)θ、Nθ和r0　(E)θ、Nθ和b。答案： B 下列有關拉塞福原子模型的敘述，何者正確？　(A)原子有核　(B)核中包含帶正電的質子和不帶電的中子　(C)原子質量幾乎都集中在核內　(D)原子內大部分為真空　(E)電子在核外環繞，類似太陽系的行星運動。答案： ACDE解析： (B)1932年才發現中子，1911年的拉塞福怎會知道。 在拉塞福的α粒子散射實驗中，下列敘述何者為正確的？　(A)α粒子的力學能恆為正　(B)α粒子的角動量守恆　(C)α粒子的散射角恆小於90°　(D)α粒子的入射方向與核心的垂直距離越大，散射角越大　(E)由此一實驗之結果，證實了原子核的存在。答案： ABE 拉塞福以α（阿爾法）－質點對原子做散射實驗後，所得的結論有：　(A)原子中正負電荷相等，故原子呈中性　(B)全部正電荷及幾乎全部的質量，集中在數量級為10–10米為半徑的區域內（稱為原子核）　(C)原子就像縮小的太陽系，電子與原子核之間以距離平方反比的萬有引力作用　(D)α－質點與原子核之間的作用力是庫侖斥力　(E)散射角大於60°者占很小比例。答案： DE 附圖，α粒子自遠處以瞄準誤差b入射，入射速率v，則當其最接近金原子核時（A點），其瞬時速率等於______。（A、B兩點距離設為 ?，將答案以 ?、v、b表之） (角動量守恆)答案：解析：角動量守恆：bmv＝?mv?v＝ 一α粒子被一靜止之金原子核（原子序＝79）散射。設α粒子在遠處的速率為1.00×107米／秒，又設α粒子掠過原子核近旁時，其接近原子核的最短距離為1.65×10－13米，則(1)α粒子在此位置的速率為______米／秒。 （力學能守恆）(2)此α質點在最接近點時，其在朝向原子核方向上的速度分向量為______。答案：(1)5.74×106 (2)0解析：(1)由力學能守恆：即×(1.67×10－27×4)v2＋ ＝×(1.67×10－27×4)×(1.00×107)2解之得v＝5.74×106（m/s）(2)因為是最接近點，故朝向原子核方向上的分速度變為零。 速度為1.6×107 m/s之α質點與靜止的(a)氦核，(b)氮原子核作正面碰撞，求α質點撞後之速度分別為何？ （完全彈性碰撞公式）答案：(a)0 (b)－8.9×106（m/s） 解析：(a)因α質點與氦質量相同，故撞後α質點之速度vα＝0(b)＝()×v＝() ×1.6×107∴＝－8.9×106（m/s） 一α質點與一靜止之電子發生正面碰撞。已知α質點之質量為電子質量之7200倍，則α質點所喪失之動能約為原有動能的______。答案：解析：＝＝? 一α質點之動能為1.0×10–12焦耳，被一金原子核（原子序79）所散射：(1)試求兩者間之可能接近之最短距離？(2)若α質點達到(1)間之距離，問其撞擊參數為何值？(3)問具有與此α質點相等動能之質子，所能達到之最短距離為何？答案：(1)3.6×10–14 m (2)0 (