原子物理学-褚圣麟-第一章.pptVIP

因为 F 为有心力,对离心O 的力矩为 0 ,所以α粒子对原子的角动量守恒, 即 (4) 故(3)式可改写为 (5) 结束 目录 next back 两边同时积分有 对左式 (6) (7) 结束 目录 next back 因为库仑力是保守力,系统机械能守恒,取距原子核无限远处势能为0,则有 设 方向上单位矢量为 ,则有 (8) 结束 目录 next back 其中 另一方面 可得 (9) 结束 目录 next back 把(7),(8),(9)三式代入(6)式得 系统角动量守恒，所以 代入(10)并整理可得 其中 (11)式就是α粒子散射偏转角公式 结束 目录 next back 从（11）式我们可以看出，b 与 θ之间有着对应关系，瞄准距离 b 减小，则散射角θ增大，但要想通过实验验证，却存在困难，因为瞄准距离 b 仍然无法准确测量，所以对(11)式还需要进一步推导，以使微观量与宏观量联系起来。 结束 目录 next back 七、卢瑟福散射公式 库仑散射公式对核式模型的散射情形作了理论预言，它是否正确只有实验能给出答案，但目前瞄准距离 b 仍然无法测量。因此必须设法用可观察的量来代替 b ，才能进行相关实验。 结束 目录 next back 原子物理学 引言 1，宇宙的产生 150亿年前，大爆炸 物质，空间，时间，运动，相互作用产生 演化，进化 2，原子物理学的内容 核外：电子排布，原子能级与光谱对应等 规律 核内：核的构成及性质与规律 3，原子物理学的地位与作用 原子物理学认识深入到更本质一层 原子物理学与其它学科的关系 原子物理学在生产上作用很大 4，学习方法 掌握规律 一般：实践-归纳-演绎-实验验 特殊：假说-演绎-实验验证 注意区别 宏观规律不一定适合微观，微观体系有其特殊规律 如：自旋，隧道效应，测不准关系等 必要记忆，要思路转变 第一节 原子的质量和大小 第一章：原子的基本状况 一、原子 “原子”一词来自希腊文，意思是“不可分割的”。在公元前4世纪，古希腊哲学家德漠克利特(Democritus)提出这一概念，并把它看作物质的最小单元。 定比定律： 倍比定律： 元素按一定的物质比相互化合。 若两种元素能生成几种化合物，则在这些化合物中，与一定质量的甲元素化合的乙元素的质量，互成简单整数比。 在十九世纪，人们在大量的实验中认识了一些定律，如： 结束 目录 next back 在此基础上，1808年道尔顿提出了他的原子学说，他认为: 1.一定质量的某种元素，由极大数目的该元 素的原子所构成； 2.每种元素的原子，都具有相同的质量，不 同元素的原子，质量也不相同； 3.两种可以化合的元素，它们的原子可能按 几种不同的比率化合成几种化合物的分子。 结束 目录 next back 当原子学说逐渐被人们接受以后，人们又面临着新的问题： 原子有多大？ 原子的内部有什么？ 原子是最小的粒子吗？.... 现在我们来粗略地估计一下原子的大小。 结束 目录 next back 方法1： 假设某固体元素的原子是球状的，半径为r米，原子之间是紧密地堆积在一起的。若该元素的原子量为A，那么1mol该原子的质量为A，若这种原子的质量密度为 ,那么A克原子的总体积为 ，一个原子占的有体积为 ，即 所以原子的半径 ，依此可以算出不同原子的半径，如下表所示： 结束 目录 next back 方法2 由气体分子的平均自由程求出 方法3 从范德瓦尔斯方程求出 结论：用不同方法求出同一种原子的半径，所得数值有些出入，但数量级是相同的。 元素 原子量 质量密度 原子半径 Li 7 0.7 0.16nm Al 27 2.7 0.16nm Cu 63 8.9 0.14nm S 32 2.07 0.18nm Pb 207 11.34 0.19nm 不同原子的半径 结束 目录 next back 三、卢瑟福 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。