《原子物理》PPT課件.ppt
《《原子物理》PPT課件.ppt》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《《原子物理》PPT課件.ppt(55頁珍藏版)》請在裝配圖網上搜索。
1、原 子 物 理 學 (Atomic Physics)主 要 參 考 書 :褚 圣 麟 , 原 子 物 理 學 , 高 等 教 育 出 版 社楊 福 家 , 原 子 物 理 學 , 高 等 教 育 出 版 社周 尚 文 , 原 子 物 理 學 , 蘭 州 大 學 出 版 社趙 凱 華 、 羅 蔚 茵 , 量 子 物 理 , 高 等 教 育 出 版 社 主 講 : 侯 春 風 教 授哈 爾 濱 工 業(yè) 大 學 物 理 系 物 理 學 是 研 究 物 質 結 構 、 相 互 作 用 和 物 質 運 動 最 基本 、 最 普 遍 的 規(guī) 律 的 科 學 , 它 的 研 究 對 象 十 分 廣 泛 。
2、空 間 尺 度 ( 相 差 1046) 1026 m( 約 150億 光 年 ) ( 宇 宙 ) 10-20 m( 夸 克 ) 時 間 尺 度 ( 相 差 1045 ) 1018 s( 150億 年 ) ( 宇 宙 年 齡 ) 10-27 s( 硬 射 線 周 期 ) 速 率 范 圍 0( 靜 止 ) 310 8 m/s( 光 速 ) 不 同 尺 度 和 速 度 范 圍 的 對 象 要 用 不 同 的 物 理 學 研 究 表 1 長 度 的 數 量 級 長 度 米 長 度 米質 子 半 徑 10-15 地 球 半 徑 107電 子 的 康 普 頓 波 長 10 -12 太 陽 半 徑 109原
3、 子 半 徑 10-10 日 -地 軌 道 半 徑 1011病 毒 半 徑 10-7 太 陽 系 半 徑 1013阿 米 巴 原 蟲 半 徑 10 -4 地 球 到 最 近 恒 星 距 離 1016昆 蟲 長 度 10-2 銀 河 系 半 徑 1021人 體 高 度 100 星 團 系 半 徑 1023紅 杉 樹 高 度 10 2 朝 星 系 團 半 徑 1024珠 峰 高 度 104 類 星 體 距 離 1026 102510-25 10-1510-20 10-10 10-5 1 105 1015 102010101021041061081010相對論物理經典物理量子物理? 人 類活 動 尺
4、 度 (cm)速度 (cm/s) 物質世界結構實 物分 子原 子原 子 核質 子 中 子夸 克 電 子 (輕 子 ) 場 規(guī) 范 粒 子 宇宙大爆炸標準模型粒 子 物 理 標 準 模 型宇 宙 費 米 子 1m10-2010-1510-1010-5 101510510101025 1020W+粒 子微 觀 介 觀 宏 觀 宇 觀山 太 陽 系地 球星 系 團星 系原 子原 子 核 DNA 人 原 子 物 理 學 是 研 究 原 子的 結 構 、 性 質 及 其 運 動 規(guī)律 的 一 門 科 學 。 “ 原 子 ” 一 詞 來 自 希 臘 文 , 含 義 是 “ 不 可 分割 的 ” 。 公 元
5、 前 四 世 紀 , 古 希 臘 哲 學 家 德 謨克 利 特 (Democritus)提 出 了 這 一 概 念 , 并 把它 當 作 物 質 的 最 小 單 元 。 1807年 , 英 國 科 學 家 約 翰 道 爾 頓 (John Dalton)提 出 原 子 論 。他 認 為 原 子 類 似 于 剛 性 的 小 球 , 它 們 是 物 質 世 界 的 基 本 結 構 單 元 ,是 不 可 分 割 的 。 In 1807, an English scientist called John Dalton put forward his ideas about atoms. From his
6、 experiments and observations, he suggested that: Atoms were like tiny, hard balls. Each chemical element had its own atoms that differed from others in mass. Dalton believed that atoms were the fundamental building blocks of nature and could not be split. In chemical reactions, the atoms would rear
7、range themselves and combine with other atoms in new ways. 道 爾 頓 用 他 的 學 說 說 明 了 化 學 中 的 物 質 不 滅 定 律等 。 道 爾 頓 的 原 子 說 是 根 據 事 實 概 括 的 結 果 , 能 夠用 來 研 究 和 發(fā) 現 新 的 現 象 , 因 此 比 古 代 原 子 說 更 進一 步 。 十 九 世 紀 末 二 十 世 紀 初 , 一 些 實 驗 現 象 相繼 發(fā) 現 , 如 電 子 、 X 射 線 和 放 射 性 元 素 的 發(fā)現 表 明 原 子 是 可 以 分 割 的 , 它 具 有 比 較 復
8、雜 的結 構 。 那 么 , 原 子 是 怎 樣 組 成 的 ? 原 子 的 運 動規(guī) 律 如 何 ? 這 就 是 原 子 物 理 學 要 研 究 的 問 題 。 The top physicists of all timePhysics World 第 1章 原 子 的 基 本 狀 況1.1 原 子 的 質 量 和 大 小 各 種 原 子 的 質 量 不 同 在 化 學 和 物 理 學 中 常 用 它 們質 量 的 相 對 值 。 現 在 把 碳 在 自 然 界 中 最 豐 富 的 一 種 同 位素 的 質 量 定 為 12.000個 單 位 作 為 原 子 質 量 的 標 準 , 其 他原
9、 子 的 質 量 同 碳 12比 較 , 定 出 質 量 , 稱 為 原 子 量 。 例 如 氫 的 原 子 量 是 l.0079、 碳 是 12.0117、 氧 是15.999、 銅 是 63.54。 原 子 量 可 用 化 學 方 法 測 定 。 知 道 了 原 子 量 , 就 可 以 求 出 原 子 質 量 的 絕 對 值 :)(1067367.1 24 gMH 其 他 原 子 的 質 量 可 同 樣 算 出 , 最 大 的 原 子 質 量 是 這 個 值 的 二 百幾 十 倍 。由 (1)式 可 算 出 氫 原 子 的 質 量 為 : 0N AM A (1)其 中 , A 為 原 子
10、量 , MA為 原 子 質 量 , N0 為 阿 伏 伽 德 羅 常 數 。 原 子 的 大 小 可 按 下 述 幾 個 方 法 估 計 :(1) 對 任 意 一 種 原 子 AX, A克 X原 子 具 有 N0個 X原 子 , 如 果 這 種原 子 的 質 量 密 度 是 (克 /厘 米 3), 設 原 子 的 半 徑 為 r, 則 有 : ANr 0334 )(4 33 0 cmNAr (2) 根 據 氣 體 分 子 平 均 自 由 程 224 1 rn 由 實 驗 測 出 及 分 子 數 密 度 n, 即 可 算 出 r。 簡 單 分 子 的 半 徑 的 數量 級 與 組 成 該 分 子
11、 的 原 子 的 半 徑 相 同 。 對 單 原 子 分 子 , r就 是 原子 半 徑 。 (3) 由 范 德 瓦 爾 斯 方 程 : RTbVVap 2b值 按 理 論 應 等 于 分 子 所 占 體 積 的 四 倍 , 由 實 驗 測 出 b, 就 可 算出 分 子 直 徑 , 其 數 量 級 和 原 子 半 徑 相 同 。 用 不 同 方 法 估 算 出 的 原 子 半 徑 有 一 定 的 偏 差 , 但 數量 級 相 同 , 都 是 10-10米 。 1.2 電 子 的 發(fā) 現 1833年 , 法 拉 第 (M Faraday)提 出 電 解 定 律 , 依 此 推 得 : 一摩 爾
12、 任 何 原 子 的 單 價 離 子 永 遠 帶 有 相 同 的 電 量 。 這 個 電 量 , 就是 法 拉 第 常 數 F, 其 值 是 法 拉 第 在 實 驗 中 首 次 確 定 的 。 1874年 , 斯 通 尼 (G. J. Stoney)指 出 , 電 離 后 的 原 子 所 帶 的 電荷 為 一 基 本 電 荷 的 整 數 倍 , 并 推 算 出 這 一 基 本 電 荷 的 近 似 值(e=F/N 0)。 在 1881年 , 斯 通 尼 提 出 用 “ 電 子 ” 命 名 基 本 電 荷 。 1897年 , 英 國 物 理 學 家 湯 姆 遜 (Josph John Thomso
13、n) 從 實 驗 確 認 了 電 子 的 存在 , 測 出 了 電 子 的 菏 質 比 e/me。 由 于 電 子 的 發(fā) 現 , 湯 姆 遜 被 人 們 譽 為 :“ 一 位 最 先 打 開 通 基 本 粒 子 物 理 學 大 門的 偉 人 。 ” 并 因 此 被 授 予 1906年 諾 貝 爾物 理 獎 。 J. J. Thomson, 1906年 諾 貝 爾 物 理 獎 得 主 1910年 , 美 國 物 理 學 家 密 立 根 (R. A. Millikan)通 過 著 名 的 “ 油 滴 實 驗 ”精 確 地 測 定 了 電 子 的 電 量 。 后 來 又 經過 幾 年 反 復 測
14、定 , 得 出 : Ce 191059.1 現 在 的 公 認 值 為 : Ce 1910)49(60217733.1 根 據 電 子 的 電 量 及 荷 質 比 e/me, 可 定出 電 子 的 質 量 為 : gme 2810)54(1093897.9 美 國 物 理 學 家 密 立 根 (R. A. Millikan), 因 電 子 電荷 的 測 定 被 授 予 1923年諾 貝 爾 物 理 獎 。 兩 個 小 插 曲 : 早 在 1890年 , 休 斯 特 (A schuster)就 曾 研 究 過 氫 放 電 管 中 陰極 射 線 的 偏 轉 。 且 算 出 構 成 陰 極 射 線
15、微 粒 的 荷 質 比 為 氫 離 子 荷質 比 的 千 倍 以 上 。 但 他 不 敢 相 信 自 己 的 測 量 結 果 , 而 覺 得 “ 陰極 射 線 粒 子 質 量 只 有 氫 原 子 的 千 分 之 一 還 不 到 ” 的 結 論 是 荒 謬的 ; 相 反 , 他 假 定 : 陰 極 射 線 粒 子 的 大 小 與 原 子 一 樣 , 而 電 荷卻 較 氫 離 子 大 。1897年 , 德 國 的 考 夫 曼 (W Kaufman)做 了 類 似 的 實 驗 , 他 測 到的 e/m e數 值 遠 比 湯 姆 遜 的 要 精 確 , 與 現 代 值 只 差 1 。 他 還 觀 察到
16、 e/me值 隨 電 子 速 度 的 改 變 而 改 變 。 但 是 , 他 當 時 沒 有 勇 氣 發(fā)表 這 些 結 果 , 因 為 他 不 承 認 陰 極 射 線 是 粒 子 的 假 設 。 直 到 1901年 , 他 才 把 結 果 公 布 于 世 。 電 子 發(fā) 現 之 后 , 人 們 意 識 到 原 子 中 存 在 電 子 , 它 的 質 量 只 是整 個 原 子 的 很 小 的 一 部 分 ; 電 子 帶 負 電 , 而 原 子 是 電 中 性 的 ,這 就 意 味 著 原 子 中 還 有 帶 正 電 的 部 分 , 它 占 有 著 原 子 的 絕 大 部分 質 量 。 那 么 原
17、 子 中 帶 正 電 的 部 分 , 以 及 帶 負 電 的 電 子 , 在 大 小 為10-10米 的 范 圍 內 是 怎 樣 分 布 、 如 何 運 動 的 呢 ? 湯 姆 遜 發(fā) 現 電 子 之 后 , 人 們 對 原 子 中 正 、 負 電 荷 如 何 分 布 的問 題 , 提 出 了 許 多 見 解 。1.3 原 子 的 核 式 結 構 1898年 , Thomson提 出 了 “ 布 丁 模 型 ” (也 被 稱 為 “ 西 瓜 模型 ” )。湯 姆 遜 模 型 1903年 , 德 國 物 理 學 家 林 納 德 (P. Lenard)在 實 驗 中 發(fā) 現 “ 原 子 內 部 是
18、 十 分 空 虛 的 ” 。 P. Lenard (18621947), 1905年 諾 貝 爾 物 理 獎得 主 。在 P. Lenard的 基 礎 上 , 長 岡 半 太 郎(Hantaro Nagaoka)提 出 了 原 子 的 土 星 模 型 ,認 為 原 子 內 的 正 電 荷 集 中 于 中 心 , 電 子 繞中 心 運 動 , 但 他 沒 有 深 入 下 去 。長 岡 半 太 郎 的 土 星 模 型 長 岡 的 土 星 模 型Hantaro Nagaoka 1909年 , 英 國 物 理 學 家 盧 瑟 福 (E. Rutherford) 在 他 的 學 生 蓋 革 (H. Ge
19、iger)和 馬 斯 登 (E. Marsden)的 協 助 下 , 發(fā) 現 粒 子 轟 擊 原 子 時 , 大 約 每 八 千 個 粒 子 中有 一 個 被 反 射 回 來 。 湯 姆 遜 模 型 無 法 對 該實 驗 結 果 做 出 解 釋 。 盧 瑟 福 根 據 實 驗 結 果于 1911年 提 出 了 原 子 的 “ 核 式 結 構 模型 ” (也 被 稱 為 “ 盧 瑟 福 行 星 模 型 ” )E. Rutherford,1908年 諾 貝 爾 化 學 獎 得 主 , 外 號 : 鱷 魚 。 盧 瑟 福 的 核 式 結 構 模 型 (行 星 模 型 ) 1.3.1 粒 子 散 射
20、實 驗粒 子 為 氦 核 , 以c/15轟 擊 金 箔 , 在 原 子中 帶 電 物 質 的 電 場 力 作用 下 , 使 它 偏 離 原 來 的入 射 方 向 , 從 而 發(fā) 生 散射 現 象 。 氦 核 質 量 是 電子 質 量 的 7300多 倍 , 因此 粒 子 的 運 動 基 本 不受 電 子 影 響 。 He24實 驗 結 果 表 明 : 絕 大 部 分 粒 子 經 金 箔散 射 后 , 散 射 角 很 小 ( 23) , 但有 1/8000的 粒 子 偏 轉 角 大 于 90 , 甚至 被 反 射 回 來 。 湯 姆 遜 模 型 無 法 解 釋 粒 子 散 射 實 驗 中 的 大
21、 角 度 散 射 對 于 湯 姆 遜 模 型 , 粒 子 受 到 原 子 正 電 荷 的 最 大 作 用 力 為 :2 2024 ZeF R R為 原 子 半 徑 。 粒 子 每 次 碰 撞 的 最 大 偏 轉 角 為 : 2F R vpp m v 2 022 4 2Ze Rm v 根 據 上 式 , 能 量 為 5MeV的 粒 子 在 金 (Au, Z=79)箔 上 散 射 ,每 次 碰 撞 的 最 大 偏 轉 角 310 rad 即 使 要 引 起 1的 偏 轉 , 也 必 須 經 過 多 次 碰 撞 才 有 可 能 。 由 于 每次 碰 撞 偏 轉 的 方 向 是 隨 機 的 , 所 以
22、 發(fā) 生 大 角 度 偏 轉 的 概 率 是 非常 低 的 , 計 算 表 明 , 發(fā) 生 90散 射 的 概 率 為 10-3500! 而 實 驗 結 果卻 是 1/8000。 p p 根 據 湯 姆 遜 模 型 可 以 估 算 出 粒 子 散 射 實 驗 中 發(fā) 生 90散射 的 概 率 為 10-3500, 粒 子 被 反 射 回 來 “ 就 象 一 枚 15英 寸的 炮 彈 打 在 一 張 紙 上 被 反 彈 回 來 一 樣 , 令 人 不 可 思 議 。 ”( 盧 瑟 福 語 ) 為 了 解 釋 粒 子 散 射 實 驗 結 果 ,盧 瑟 福 提 出 了 “ 核 式 結 構 模型 ”
23、。 20 2214 reZZFR RrRreZZ RrreZZFT 30 221 20 22144 1.3.2 粒 子 散 射 理 論 b+Ze+2emv r 設 有 一 個 粒 子 射 到 一 個 原 子 附 近 , 二 者 之 間 有 庫 侖 斥 力 。在 原 子 核 的 質 量 比 粒 子 的 質 量 大 得 多 的 情 況 下 , 可 以 認 為 前者 不 會 被 推 動 。 粒 子 受 庫 侖 力 的 作 用 而 改 變 運 動 方 向 , 如 下圖 所 示 。 圖 中 v 是 粒 子 原 來 的 速 度 , b 是 原 子 核 離 粒 子 原 運動 路 徑 的 延 長 線 的 垂
24、直 距 離 , 稱 為 瞄 準 距 離 。 由 力 學 原 理 可 以 證明 粒 子 的 偏 轉 角 與 瞄 準 距 離 b 有 如 下 關 系 :(1)式 中 m是 粒 子 的 質 量 。 2 2022 Ze bmvctg (1) 下 面 我 們 來 證 明 (1)式由 牛 頓 定 律 有 :dtvdmamF 由 庫 侖 定 律 有 : 020 242 rrZeF x y根 據 上 兩 式 可 知 : 020 242 rrZedtvdm 020 242 rrZedtddvdm 020 24 2 rdtdmrZedvd (*)b+Ze+2emv r 因 庫 侖 力 是 中 心 力 , 而 中
25、心 力 滿 足 角 動 量 守 恒 , 所 以 有Ldtdmrdtdmr 22其 中 L為 常 數 , 代 表 粒 子 的 角 動 量 的 大 小 。把 上 式 代 入 (*)式 并 整 理 ,可 得 : drLZevd 00242 上 式 兩 端 同 時 積 分 drLZevdfivv 00242 (其 中 和 分 別 代 表 粒 子的 初 速 度 和 末 速 度 )iv fv sincos 0 jir 并 代 入 可 得 : b+Ze+2emv r djdiLZevv if sincos42 02 2cos2sin2cos cos1sin42 0202 jiLZe jiLZe 由 此 可
26、見 2cos 02 LZevv if 而 由 矢 量 圖 可 知 2sin2 vvv if if vv iv fv b+Ze+2emv r 因 此 可 知 2sin22cos02 vLZe 即 0222 vLctg Ze 2 2022 Ze bmvctg 最 后 再 把 mvbL 代 入 上 式 即 可 得 出 :此 即 (1)式 。從 (1)式 可 以 看 出 , 與 b 有 對 應 關 系 : b 大 , 就 小 ; b 小 , 就 大 ; 對 其 一 b , 有 一 定 的 與 之 對 應 。 dMvZedbbd 2sin 2cos24 12 322220 (2)凡 通 過 圖 中 所
27、示 以 b為 外 半 徑 、 b-db為 內 半 徑 那 個 環(huán) 形 面 積 的 粒 子 , 必 定 散 射 到 角 度 在 和 +d之 間 的 一 個 空 心 圓 錐 體 之 中 。環(huán) 形 面 積 等 于 那 些 瞄 推 距 離 在 b和 b-db之 間 的 粒 子 , 散 射 后 , 必 定 向 著 和 +d之 間 的 角 度 射 出 , 如 下 圖 所 示 。 此 即 盧 瑟 福 散 射 公 式 。 d是 粒 子 散 射 到 與 +d之 間 的 立 體 角d內 每 個 原 子 的 有 效 散 射 截 面 , 又 稱 微 分 截 面 。 (2)式 可 用 空 心 圓 錐 體 的 立 體 角
28、 表 達 以 代 替 d。 由 下 圖 可 知 , 這里 的 立 體 角 與 d有 如 下 關 系 : d dr rdrd 2cos2sin4 sin2sin2 2 代 入 (2)式 , 可 得 2sin4 12 422220 dMvZedbbd (3) 實 驗 中 是 用 粒 子 轟 擊 金 箔 (即 金 薄 膜 )中 的 金 原 子 核 , 設 薄 膜 的面 積 為 A, 厚 度 為 t, 如 果 單 位 體 積 中 的 原 子 數 為 N, 那 么 薄 膜 中的 原 子 核 總 數 是 NAtN 設 薄 膜 很 薄 , 這 些 原 子 核 前 后 不 互 相 遮 蔽 , 每 個 原 子
29、核 都 對 應 著一 個 面 積 為 d的 環(huán) 面 , 打 在 這 些 環(huán) 面 上 的 粒 子 都 將 被 散 射 到+d之 間 的 立 體 角 d內 , 所 以 薄 膜 上 散 射 到 +d之 間 的 總有 效 散 射 截 面 是 A t NAtddNd 如 果 有 n個 粒 子 射 在 這 薄 膜 的 全部 而 積 A上 , 其 中 有 dn個 散 射 到+d之 間 , 則 應 有 : NtdAdndn Ntndnd (4) 把 (4)式 代 入 (3)式 , 可 得 常 數 222204 4 12sin MvZeNntddn (5) 實 際 測 量 時 , 不 取 與 +d之 間 的 全
30、 部 立 體 角 , 也 就 是 不 采用 圖 6中 環(huán) 形 帶 所 張 的 全 部 立 體 角 。 測 量 的 熒 光 屏 只 在 不 同 方 向張 了 一 個 小 立 體 角 d , 實 際 測 得 的 粒 子 數 是 在 d中 的 dn 。 但很 容 易 理 解 , 相 同 時 , dn d dn d。 所 以 (5)式 與 實 驗核 對 時 , 用 dn d 代 替 dn d 。 dMvZeNntdn 2sin 2cos4 1 322220 粒 子 散 射 公 式 的 常 用 形 式 : 21 2sin 2cos4 1 322220 dMvZeNntdnn 1.3.3 盧 瑟 福 理
31、論 的 實 驗 驗 證 如 果 盧 瑟 福 模 型 是 有 道 理 的 , 那 么 實 驗 結 果 應 該 與 理 論 公式 (5)相 符 合 。 從 (5)式 可 以 看 到 下 列 四 種 關 系 :(1) 在 同 一 粒 子 源 和 同 一 散 射 物 的 情 況 下 , (dn d )sin4(/2) 常 數 ;(2) 用 同 一 粒 子 源 和 同 一 種 材 料 的 散 射 物 , 在 同 一 散 射 角 處 , (dn d )與 散 射 物 厚 度 t成 正 比 ;(3) 用 同 一 散 射 物 , 在 同 一 散 射 角 , (dn d ) v4 常 數 ;(4) 用 同 一
32、粒 子 源 , 在 同 一 散 射 角 , 對 同 一 Nt值 , dn d與 Z 2成 正 比 。 1913年 蓋 革 和 馬 斯 頓 又 仔 細 地 進 行 了 粒 子 散 射 的 實 驗 , 所得 結 果 完 全 證 實 了 上 述 前 三 項 的 關 系 , 關 于 第 四 項 當 時 未 能 準確 測 定 , 過 了 幾 年 也 證 實 了 。 表 1 粒 子 在 不 同 角 度 的 散 射 1.3.4 原 子 核 大 小 的 推 斷 由 此 式 , 知 道 了 散 射 物 的 Z和 粒 子 的 原 有 速 度 v, 從 觀 察 到 的 散 射 角 ,就 可 以 推 算 粒 子 離
33、原 子 核 的 最 近 距 離 rm , 越 大 , rm越 小 。按 理 論 來 推 算 粒 子 達 到 離 原 子 核 最 小 的 距 離 , 這 也 就 是 原 子 核 半 徑的 上 限 。 設 粒 子 離 原 子 核 很 遠 時 的 速 度 是 v, 達 到 離 原 子 核 最 小 距 離rm處 的 速 度 是 v 。 按 能 量 守 恒 定 律 , mrZevMMv 0 222 422121 (6)又 因 為 物 體 在 有 心 力 場 中 運 動 , 角 動 是 守 恒 。 所 以 可 知mrvMMvb (7)由 (6)、 (7)及 (1)式 可 得 : 2sin1124 1 22
34、0 MvZerm (8) 從 以 上 討 論 可 見 , 粒 子 散 射 的 實 驗 與 理 論 充 分證 明 了 原 子 的 核 式 結 構 。 在 這 個 結 構 中 , 有 一 個 帶正 電 的 中 心 體 原 子 核 , 所 帶 正 電 的 數 值 是 原 子 序 數乘 單 位 正 電 荷 。 原 子 核 的 半 徑 在 10-15到 10-14米 之 間 。原 子 核 外 邊 散 布 著 帶 負 電 的 電 子 。 但 原 子 質 量 的 絕大 部 分 是 原 子 核 的 質 量 。 這 樣 一 個 原 子 的 核 式 模 型在 盧 瑟 福 提 出 后 很 快 被 大 家 接 受 ,
35、 認 為 它 代 表 了 原子 的 真 實 情 況 。 原 子 核 電 子 盧 瑟 福 原 子 模 型 盧 瑟 福 手 跡 盧 瑟 福 的 “ 行 星 模 型 ” 的 意 義 1. 最 重 要 的 意 義 是 提 出 了 原 于 的 “ 核 式 結 構 ” , 即 提 出 了 以核 為 中 心 的 慨 念 , 從 而 將 原 子 分 為 核 外 與 核 內 兩 個 部 分 ,并 發(fā) 大 膽 地 承 認 了 高 密 度 的 原 子 核 的 存 在 。2. 盧 瑟 福 散 射 不 僅 對 原 子 物 理 起 了 很 大 的 作 用 , 而 且 這 種 以散 射 為 手 段 研 究 物 質 結 構
36、的 方 法 對 近 代 物 理 一 直 起 著 巨 大的 影 響 。3. 盧 瑟 福 散 射 為 材 料 分 析 提 供 了 一 種 手 段 。 盧 瑟 福 “ 行 星 模 型 ” 的 困 難盧 瑟 福 的 “ 行 星 模 型 ” 的 雖 然 可 以 解 釋 粒 子 散 射 實 驗 結 果 ,但 該 模 型 卻 無 法 解 釋 下 列 問 題 :1)、 無 法 解 釋 原 子 的 穩(wěn) 定 性 ;2)、 無 法 解 釋 原 子 的 同 一 性 ;3)、 無 法 解 釋 原 子 的 再 生 性 。 為 了 解 釋 上 述 問 題 , 盧 瑟 福 的 一 個 學 生 丹 麥 物 理 學 家尼 爾 斯
37、 玻 爾 (Niles Bohr)在 盧 瑟 福 的 “ 行 星 模 型 ” 的 基 礎之 上 于 1913年 提 出 了 原 子 的 量 子 理 論 , 即 “ 玻 爾 模 型 ” 。 玻 爾 的 原 子 模 型 (Bohrs Atom) 尼 爾 斯 玻 爾 (Niles Bohr), 丹 麥 人 , 二 十 世 紀 世界 最 偉 大 的 物 理 學 家 之 一 , 量 子 理 論 的 主 要 奠 基人 。 1922年 諾 貝 爾 物 理 獎 得 主 。 1926年 , Schrdinger創(chuàng) 立 量 子 力 學 ( 波 動 力 學 ) , 量 子 力學 的 計 算 結 果 表 明 原 子
38、核 外 的 電 子 應 該 具 有 “ 電 子 云 ” 結 構 。 1.4 同 位 素 人 們 發(fā) 現 有 原 子 量 不 同 而 化 學 性 質 相 同 的 元 素 。 這 些 元素 有 相 同 的 化 學 性 質 , 因 而 有 相 同 的 元 素 名 稱 , 在 化 學 周 期表 中 處 在 同 一 地 位 , 有 相 同 的 原 子 序 數 , 它 們 被 稱 為 同 位 素 。例 如 16O、 17O和 18O; 12C和 13C。 一 種 元 素 的 諸 同 位 素 有 相 同 的 原 子 序 數 , 它 們 的 原 子 核所 帶 正 電 量 是 相 同 的 , 核 外 電 子 數
39、 因 而 也 相 同 , 可 是 質 量 不同 , 因 而 可 見 差 別 在 原 子 核 上 。 思 考 題 1:粒 子 與 原 子 核 發(fā) 生 對 心 碰 撞 , 試 比 較 下 列哪 種 情 況 下 粒 子 離 核 的 最 近 距 離 更 小 :A 核 在 碰 撞 前 后 保 持 靜 止 不 動 ;B 核 原 來 靜 止 , 碰 撞 后 有 運 動 。請回答思 考 題 2:粒 子 散 射 實 驗 的 數 據 在 散 射 角很 小 ( 15 o)時 與 理 論 值 差 得較 大 , 是 什 么 原 因 ? 常 數 222204 4 12sin MvZeNntddn 思 考 題 3:試 由 盧 瑟 福 散 射 公 式出 發(fā) , 對 以 下 結 果 從 物 理 意 義 上 加 以 定 性 解 釋 :常 數 2sin4 ddn tddn 常 數 4vddn 2Zddn 1) 2)3) 4) 作 業(yè) :習 題 1、 習 題 4和 習 題 7
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 110中國人民警察節(jié)(筑牢忠誠警魂感受別樣警彩)
- 2025正字當頭廉字入心爭當公安隊伍鐵軍
- XX國企干部警示教育片觀后感筑牢信仰之基堅守廉潔底線
- 2025做擔當時代大任的中國青年PPT青年思想教育微黨課
- 2025新年工作部署會圍繞六個干字提要求
- XX地區(qū)中小學期末考試經驗總結(認真復習輕松應考)
- 支部書記上黨課筑牢清廉信念為高質量發(fā)展營造風清氣正的環(huán)境
- 冬季消防安全知識培訓冬季用電防火安全
- 2025加強政治引領(政治引領是現代政黨的重要功能)
- 主播直播培訓直播技巧與方法
- 2025六廉六進持續(xù)涵養(yǎng)良好政治生態(tài)
- 員工職業(yè)生涯規(guī)劃方案制定個人職業(yè)生涯規(guī)劃
- 2024年XX地區(qū)黨建引領鄉(xiāng)村振興工作總結
- XX中小學期末考試經驗總結(認真復習輕松應考)
- 幼兒園期末家長會長長的路慢慢地走