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第1页，共28页，编辑于2022年，星期五 1811年 Avogadro 化学原子学说 1803年 Dalton 化学反应中，原子不可分解，性质不变； 不同元素的原子不同，每种原子有确定原子量。 气体由分子组成，分子由原子组成。 1869年 Mendeleev 原子量大小 发现元素周期律，预言新元素 现代原子学说 同温同压的同体积气体含相同数目的分子。 19世纪末 三大发现——X射线、放射性和电子 第2页，共28页，编辑于2022年，星期五 原子是物质结构的一个层次，介于分子和原子核之间。 原子本身也是有结构的。 1911年 Rutherford 原子核式结构模型 1913年 Bohr 原子量子理论 解释氢光谱 1924-1927 量子力学诞生 成功解释原子现象 问题： 组分? 结构和相互作用? 内部运动? 第3页，共28页，编辑于2022年，星期五 卢瑟福核式模型 一、电子（electron）的发现 1894年，Stoney命名阴极射线粒子为电子 1897年，Thomson证实阴极射线由负电微粒组成 真空放电管中阴极射线在电场、磁场中的偏转 真空放电管中阴极射线在电场、磁场中的偏转?测出了阴极射线的荷质比：e/me ；（e/me）1000（eH/mH），阴极射线不是离子束，而是电子束。这种粒子是各种元素的原子都有的，共同的，是物质的一个组成部分 第4页，共28页，编辑于2022年，星期五 A P1 P2 S O P 阴极射线实验装置示意图 阴极射线管 第5页，共28页，编辑于2022年，星期五 1909年，Millikan油滴实验精确测定 1899年，Thomson利用云雾室测量 和 Millikan油滴实验测出单个电子的电荷 第6页，共28页，编辑于2022年，星期五 J. J. Thomson (1856-1940) in recognition of the great merits of his theoretical and experimental investigations on the conduction of electricity by gases The Nobel Prize in Physics 1906 The Nobel Prize in Physics 1923 for his work on the elementary charge of electricity and on the photoelectric effect R. Millikan (1868-1953) 第7页，共28页，编辑于2022年，星期五 原子中存在一定数量的电子，带负电。 原子电中性，必定带有相同电量的正电荷，承担了绝大部分质量。 正电部分和电子如何分布与相对运动？ 第8页，共28页，编辑于2022年，星期五 汤姆逊(Thomson)发现电子之后,对于原子中正负电荷的分布他提出了一个模型：原子中带正电荷均匀分布在整个原子空间,电子镶嵌在其中。 原子的模型 之 Thomson原子模型 同时该模型还进一步假定，电子分布在分离的同心环上，每个环上的电子容量都不相同，电子在各自的平衡位置附近做微振动。可以发射电磁辐射，而且各层电子绕球心转动时也会发光。这对于解释当时已有的实验结果、元素的周期性以及原子的线光谱，似乎是成功的。 Thomson模型的失败：与α粒子散射实验结果不符合。 第9页，共28页，编辑于2022年，星期五 “就像一枚15英寸的炮弹打在一张纸上又被反射回来一样” E. Rutherford (1871-1937) 1909年，Geiger和Marsden发现?粒子 经原子散射后散射角大于 的概率约为1/8000，甚至达到180? ?粒子散射实验 真空室 粒子源 散射箔 抽气管 闪烁计数器 α粒子源 铂箔 Geiger计数器 俯视图 第10页，共28页，编辑于2022年，星期五 Thomson模型大于90度角散射概率估算 电子的质量很小，对α粒子（2e)运动的影响可以忽略；只考虑原子中均匀分布的正电荷对α粒子的影响 第11页，共28页，编辑于2022年，星期五 对Au，Z=78，取Eα=5MeV 第12页，共28页，编辑于2022年，星期五 T模型 R模型 易穿过原子，只能发生小角度散射。 距核愈近力愈大，可能被大角度散射。 Thomson原子模型 ? Rutherford核式模型 第13页，共28页，编辑于2022年，星期五 库仑散射公式 具有确定能量的一?粒子均匀入射，研究散射?粒子的角分布 瞄准距离 散射角 粒子反射 2、卢瑟福散射公式 大角度散射：只要考虑?粒子与原子核的相互作用 第14页，共28页，编辑