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1、论述卢瑟福的粒子散射实验如何确认了原子核结构模型黄啸天 2012213734 数学物理交叉班我是通过三个方面来阐述的：（一）原子内部的电荷分布情况，两种模型的建立。（二）粒子散射实验的一些计算。（三）粒子散射实验的一些理论解释。1.首先，有个前期的背景，卢瑟福的老师汤姆森提出了第一个原子模型，“枣糕”模型：原子中的正电荷是有一个均匀体密度，分布于一个大小等于原子的球内（原子半径约为），电子就是一颗一颗地对称地嵌在该球的不同位置，并以各自不同的频率在振动，辐射电磁波的一个模型。2.卢瑟福的粒子散射实验是主要为了检验汤姆森的模型的正确性。实验表明绝大多数粒子被靶金属散射时候，只有微小的偏转，大概只

2、有左右，这是比较吻合汤姆森模型的，但是有大概8000分之一的粒子偏转角度大于甚至有的接近，这个用汤姆森模型就解释不通了。因为在汤姆森模型假设下，根据计算原子中的电子对粒子的作用，最多只能使粒子发生的偏转，不能显著改变粒子的方向。如果偏转主要由于内部正电荷引起，可是按照汤姆森模型计算粒子斥力极小，其引起的偏转角最大不超过，无法使粒子产生大角度散射，所以汤姆森的模型无法解释这一大角散射现象，所以模型的正确性引起了很大质疑。下面是具体计算：3. 其实又通过计算数量级，可知要产生大角散射，汤姆森原子模型的正电荷部分要小到数量级，但是原子的数量级又是，显然是和汤姆森模型相悖的，所以卢瑟福提出了一种新的原子模型（行星轨道模型）：正电荷质量集中早很小的核心体积里，且质量集中在原子核内部，带负电的电子则在和原子大小同数量级的轨道上做绕核转动。4.卢瑟福原子模型可以对于粒子的大角度散射做出合理解释，按照卢瑟福模型，当粒子距离靶原子中心时候，所受的斥力是,所以只要r足够小的时候，粒子所受斥力足以使粒子产生大角散射。可以建立一个散射模型：通过计算可以得出，瞄准距离b越小，偏转角度越大，由图可知：下面我们可以看一看，卢瑟福当年的计算过程：通过建立卢瑟福的原子模型就很好的解释了大角散射的问题，从而卢瑟福的原子行星模型逐渐建立。参考文献：大学物理学 第4分册 近代物理基础 -何世湘主

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