绪论一原子的位形卢瑟福模型.pptVIP

中国，战国时期（公元前476-221年）就出现类似“原子”的观点。 物质不可分割——墨子《墨经》 “端：体之无序最前者也”。“端”就是原子的概念 严复翻译的《穆勒名学》一书中，首次把原子(Atom)一词介绍到我国，当时译Atom为莫破 物质可无限分割——公孙龙“一尺之棰，日取其半，万世不竭” 。近几百年的物理学一直在考验这句话的正确性。公孙龙在两千多年前的臆想，正在不断地得到现代科学的支持。 一、原子物理的研究对象、内容、研究方法 研究对象 原子物理学属近代物理学课程，它是研究物质在原子层次内由什么组成，它们如何作用，发生什么样的运动形态的理论。即主要研究原子结构与性质及有关问题。它是关于物质微观结构的一门科学。 研究内容 由原子物理和原子核两部分组成。原子物理部分从原子光谱入手，研究价电子的运动规律；从元素周期律和X射线入手研究内层电子的运动规律和排布。原子核部分主要研究核的整体性质、核力、核模型、核衰变、核反应、核能的开发和利用、以及基本粒子的一些知识。 研究方法： 从光谱及实验资料入手，提出假设，建立模型，然后再进行实验验证，最后形成理论。正如恩格斯所说：“只要自然科学在思维着，它的发展形式就是假说。” 二、 原子物理学的发展历史 1.古代的原子论： 中国古代的原子论 古希腊的原子论 2. 近代原子说 3.19世纪末—20世纪初的原子说 4.量子力学和现代原子物理学 三 、原子物理学的地位、作用和研究前景 1.原子物理学在材料科学中的应用 2.原子物理学在宇观研究领域中应用：星际分子、宇宙起源等 3.原子物理学在激光技术及光电子研究领域的应用 4.原子物理学在生命科学领域中的应用 5.原子物理学化学研究领域的应用 ……… 四、学习原子物理学应注意的问题 1.实践是检验真理的标准 2.科学是逐步地不断地发展的 3.对微观体系不能要求都按宏观规律来描述 4.要善于观察、善于学习、善于动脑、开拓进取，不断创新 重 点 α粒子散射实验 卢瑟福散射公式 库仑散射公式 原子的核式模型。 § 1 背景知识 (1) 电子的发现 (2) 电子的电荷和质量 (3) 阿伏加德罗常量 (4) 原子的大小 (1) 电子的发现 1897年汤姆逊从如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。 阴极射线从阴极K出发后 通过狭缝A、B成一狭窄 的射线，再穿过两片平 行的金属板D、E之间的 空间最后到达右端带有 标尺的荧光屏上，D和E 之间可以加电场，放电 管周围可加磁场。加电场E后， 射线有P1 点偏到P2，知阴极射线带负电（e）。再加一个方向与纸面 垂直的磁场H，约束点从P2回到P1，磁场力大小等于电场力Hev =Ee， 方向相反。阴极射线速度v =E/H 去掉电场，由于磁场方向与射线运动方向垂直，将使射线构成一圆形轨迹，半径为r，射线内粒子质量m）受到离心力为mv2/r =Hev 磁场力 V已算出，e/m可求。 为什么这么简单的实验迟至19世纪90年代才做呢？ 关键在于高真空的获得 汤姆孙开始也没得到任何持续的偏转 物理学家、电磁波的发现者赫兹，早进行过类似实验， 但不见任何偏转，他认为阴极射线是不带电的。 1890年，休斯脱曾研究过氢放电管中阴极射线的偏转，且算出构成阴极射线微粒的荷质比e/m为氢离子荷质比的千倍以上，不相信“阴极射线质量只有氢原子的千分之一还不到”的结论。 1897年，德国考夫曼测得 e/m 比汤姆孙的要精确，与现代值只差1%，还观察到 e/m 值随电子速度而改变。但他不承认阴极射线是粒子的假设。1901年，他才把结果公布于世。 恩格斯：当真理碰到鼻子尖上的时候还是没有得到真理 电子的电荷和质量 * 汤姆逊后来分别测定了电子的电荷与质量。 * 电子电荷的精确测定是1910年密立根用油滴做实验发现了电子的电 量值为e =1.59×10－19（c） 1929年 发现误差来自空气粘滞性测量的偏差 e =1.602×10－19（c） 密立根发现电荷是量子化的，任何电荷只能是e的整数倍。 为什么电荷是量子化的？这是物理学至今仍未解决的一个难题。 实验测得e/mp及e的值，从而电子质量是 me=9.109×10－31kg=0.511MeV/c2 =5.487×10－4u 由法拉第电解定律，