2.1 原子的核式模型.pdf

大学物理——量子物理 原子的核式模型 我们对原子的认知  化学反应中不可分粒子  电中性  原子核+电子（负电）  原子核=中子+质子（正电）  电子绕核运动  核电荷数决定其周期表中位置 一. 电子的发现  1858年，德国 普吕克尔观察放电管中的放 电现象时首次发现了阴极射线;  1871年，英国 瓦尔利观察到阴极射线在磁场 中偏转的事实，提出阴极射线是带负电的微 粒流； J.J. 汤姆逊  1890 — 1897年，汤姆逊从实验中证实：  阴极射线在磁场、静电场中均发生偏转；  利用两种不同的方法测出该粒子的荷质比，并证实其与氢离 子带电量相同；  组成阴极射线的粒子的荷质比与电极材料、气体类型均无关。 思 考 如果你是汤姆逊，看到这么多实验 结果，你能得出哪些结论呢？ 一. 电子的发现  1890 — 1897年，汤姆逊从实验中证实：  阴极射线在磁场、静电场中均发生偏转； 阴极射线是带负电粒子流  利用两种不同的方法测出粒子的荷质比，并证实其 与氢离子带电量相同； J.J. 汤姆逊 组成阴极射线的粒子所带电量是最小带电单位  组成阴极射线的粒子的荷质比与电极材料、气体类型均无关。 带电粒子属性与原子类型无关，是所有原子内部组成 汤姆逊采用了斯坦尼的 “电子”一词定义了这个普遍存 在的带负电的粒子，至此电子被发现了！ 二. 原子的核式结构 原子内部有带负电的电子，但原子是中性的，必定有带正电 部分，这些正电荷应如何分布？正负电荷间如何作用？怎样才能 保持原子的稳定状态？怎样解释元素的周期性？如何解释光谱和 放射性？…… ——解决问题的关键是建立合适的原子模型  1904年 汤姆逊 提出了“布丁模型”(也 被称为“西瓜模型”) 许多电子平衡地悬浮于带正电荷的浓汤 或云球里，就好像带负电荷的梅子分布于 带正电荷的布丁里. 电子有固定的位置，组 成球，六个以上的电子处于不同的球面上。 成功之处：可解释原子电中性、结构稳定。 金箔  荧光屏 放射源 显微镜 静电力的作用下   粒子 布丁模型可以解释小角度散射 实验结果表明： 大部分粒子能够透过金箔不改变运动方向；一小部分粒子经 金箔散射后，散射角很小 （2~3）；还有极小部分约1/8000 的粒子偏转角大于90，甚至被反射回来。 汤姆逊的布丁模型无法解释 粒子散射实验中的大角度散射 卢瑟福的核式结构模型 (行星模型) 1911年，卢瑟福根据实验结果提 出了原子的“核式结构模型”(也 被称为“卢瑟福行星模型”) 原子的核式结构： 卢瑟福 有一个带正电、集中了原子主 接近甚至 直碰原子 直接穿 要质量的中心体--原子核，所带 核，反弹 透金箔， 正电的数值是原子序数乘单位正