18.2原子的核式结构模型

18.2 18.2 原子的核式结构模型原子的核式结构模型 电子是原子的组成部分 ，由于电子是带负电的 ，而原子又是中性的， 因此推断出原子中还有 带正电的物质，几乎占 有原子的全部质量。 me9.10910-31Kg e1.60210-19C 历史回顾历史回顾历史回顾历史回顾 J.J. 汤姆孙，汤姆孙， 1857-1940 ，英国，英国 物理学家，电子的发现者。物理学家，电子的发现者。 因通过气体电传导性的研究，测因通过气体电传导性的研究，测 出电子的电荷与质量的比值，出电子的电荷与质量的比值， 19 06 年获诺贝尔物理学奖。年获诺贝尔物理学奖。 思考那么，这两思考那么，这两 种物质是怎样构成种物质是怎样构成 原子的呢原子的呢 子电 正荷电 原子是一个球体，里面充满了里面充满了 均匀分布的带正电的流体均匀分布的带正电的流体均匀分布的带正电的流体均匀分布的带正电的流体，电，电 子镶嵌在正电荷液体中，就象子镶嵌在正电荷液体中，就象 枣点缀在一块蛋糕里一样，所枣点缀在一块蛋糕里一样，所 以又被人们称为“以又被人们称为“枣糕模型枣糕模型”” 。。 电子等间隔地排列在与正电球电子等间隔地排列在与正电球 同心的圆周上，并以一定的速同心的圆周上，并以一定的速 度做圆周运动从而发出电磁辐度做圆周运动从而发出电磁辐 射，原子光谱所反映的就是这射，原子光谱所反映的就是这 些电子的辐射频率。些电子的辐射频率。 一一一一 . . 汤姆孙的原子模型汤姆孙的原子模型汤姆孙的原子模型汤姆孙的原子模型 以汤姆孙为首的英国剑桥学派，在原子物理学以汤姆孙为首的英国剑桥学派，在原子物理学以汤姆孙为首的英国剑桥学派，在原子物理学以汤姆孙为首的英国剑桥学派，在原子物理学 上所取得的这些惊人成就，使欧洲大陆上的物理上所取得的这些惊人成就，使欧洲大陆上的物理上所取得的这些惊人成就，使欧洲大陆上的物理上所取得的这些惊人成就，使欧洲大陆上的物理 学家都拜倒在他们的脚下。他的学生卢瑟福也接学家都拜倒在他们的脚下。他的学生卢瑟福也接学家都拜倒在他们的脚下。他的学生卢瑟福也接学家都拜倒在他们的脚下。他的学生卢瑟福也接 受了汤姆孙的原子模型，受了汤姆孙的原子模型，受了汤姆孙的原子模型，受了汤姆孙的原子模型， 19091909 年卢瑟福建议其学年卢瑟福建议其学年卢瑟福建议其学年卢瑟福建议其学 生兼助手盖革和罗斯顿用生兼助手盖革和罗斯顿用生兼助手盖革和罗斯顿用生兼助手盖革和罗斯顿用 α α 粒子轰击金箔去粒子轰击金箔去粒子轰击金箔去粒子轰击金箔去验证验证验证验证 汤姆孙原子模型。汤姆孙原子模型。汤姆孙原子模型。汤姆孙原子模型。 让我们来认识一下卢瑟福吧让我们来认识一下卢瑟福吧让我们来认识一下卢瑟福吧让我们来认识一下卢瑟福吧 从经典物理学的角度看，汤姆孙的模型是很从经典物理学的角度看，汤姆孙的模型是很成功成功成功成功的。 的。 解释原子是电中性的，电子在原子里是怎样分布的，解释解释原子是电中性的，电子在原子里是怎样分布的，解释解释原子是电中性的，电子在原子里是怎样分布的，解释解释原子是电中性的，电子在原子里是怎样分布的，解释 原子为什么会发光，能估计出原子的大小约为一亿分之一原子为什么会发光，能估计出原子的大小约为一亿分之一原子为什么会发光，能估计出原子的大小约为一亿分之一原子为什么会发光，能估计出原子的大小约为一亿分之一 厘米。厘米。厘米。厘米。 1895 年在新西兰大学毕业后，获得英国剑年在新西兰大学毕业后，获得英国剑 桥大学的奖学金进入卡文迪许实验室，成桥大学的奖学金进入卡文迪许实验室，成 为汤姆孙的研究生。提出原子结构的核式为汤姆孙的研究生。提出原子结构的核式 模型，为原子结构的研究做出很大的贡献。模型，为原子结构的研究做出很大的贡献。 1898 年，在汤姆孙的推荐下，担任加拿大年，在汤姆孙的推荐下，担任加拿大 麦吉尔大学的物理教授。麦吉尔大学的物理教授。 1907 年返回英国出任曼彻斯特大学的物理年返回英国出任曼彻斯特大学的物理 系主任。系主任。 1919 年接替退休的汤姆孙，担任卡文迪许年接替退休的汤姆孙，担任卡文迪许 实验室主任。实验室主任。 1925 年当选为英国皇家学会主席。年当选为英国皇家学会主席。 1931 年受封为纳尔逊男爵。年受封为纳尔逊男爵。 1937 年年 10 月月 19 日因病在剑桥逝世，与牛日因病在剑桥逝世，与牛 顿和法拉第并排安葬，享年顿和法拉第并排安葬，享年 66 岁。岁。 欧内斯特欧内斯特 卢瑟福卢瑟福 1871 年年 8 月月 30 日生于新日生于新 西兰纳尔逊的一个手工业西兰纳尔逊的一个手工业 工人家庭。并在新西兰长工人家庭。并在新西兰长 大。他进入新西兰的坎特大。他进入新西兰的坎特 伯雷学院学习。伯雷学院学习。 23 岁时获得了三个学位岁时获得了三个学位 （文学学士、文学硕士、（文学学士、文学硕士、 理学学士）。理学学士）。 科学成就 1 、他关于、他关于放射性的研究放射性的研究确立了放确立了放 射性是发自原子内部的变化。为开射性是发自原子内部的变化。为开 辟原子物理学做了开创性的工作。辟原子物理学做了开创性的工作。 2、、1909 年起，卢瑟福根据年起，卢瑟福根据 α α 粒粒 子散射试验现象提出原子核式结构子散射试验现象提出原子核式结构 模型。把原子结构的研究引上了正模型。把原子结构的研究引上了正 确的轨道，被誉为确的轨道，被誉为原子物理学之父原子物理学之父 。。 3 、、 1919 年，卢瑟福做了用年，卢瑟福做了用 α 粒粒 子轰击氮核的实验，从而子轰击氮核的实验，从而发现了质发现了质 子。 子。 4 、用粒子或、用粒子或γ γ射线轰击原子核射线轰击原子核 来引起核反应来引起核反应实现人工核反应实现人工核反应，成，成 为人们研究原子核和应用核技术的为人们研究原子核和应用核技术的 重要手段。重要手段。 桃李满天下桃李满天下 在卢瑟福的悉心培养下，他的学生和助在卢瑟福的悉心培养下，他的学生和助 手有多人获得了诺贝尔奖金手有多人获得了诺贝尔奖金 1921 年，卢瑟福的助手索迪获诺贝尔化年，卢瑟福的助手索迪获诺贝尔化 学奖；学奖； 1922 年，卢瑟福的学生阿斯顿获诺贝尔年，卢瑟福的学生阿斯顿获诺贝尔 化学奖；化学奖； 1922 年，卢瑟福的学生玻尔获诺贝尔物年，卢瑟福的学生玻尔获诺贝尔物 理奖；理奖； 1927 年，卢瑟福的助手威尔逊获诺贝尔年，卢瑟福的助手威尔逊获诺贝尔 物理奖；物理奖； 1935 年，卢瑟福的学生查德威克获诺贝年，卢瑟福的学生查德威克获诺贝 尔物理奖；尔物理奖； 1948 年，卢瑟福的助手布莱克特获诺贝年，卢瑟福的助手布莱克特获诺贝 尔物理奖；尔物理奖； 1951 年，卢瑟福的学生科克拉夫特和瓦年，卢瑟福的学生科克拉夫特和瓦 耳顿，共同 获得诺贝尔物理奖；耳顿，共同 获得诺贝尔物理奖； 1978 年，卢瑟福的学生卡皮茨获诺贝尔年，卢瑟福的学生卡皮茨获诺贝尔 物理奖。物理奖。 二二二二 . . αααα粒子散射实验粒子散射实验粒子散射实验粒子散射实验 1.1.1.1. 实验装置实验装置实验