1.2原子核式模型讲解

1、 1-2 原子的核模型原子的核模型AP1P2SOP阴极射线实验装置示意图阴极射线实验装置示意图阴极射线管阴极射线管eeemce19106 . 1氢原子质量18361emMillikan油滴实验测出单个电子的电荷油滴实验测出单个电子的电荷cesue191010)46(6021892. 110)14(803242. 4gme2810)47(109534. 9 汤姆逊汤姆逊( (Thomson) )发现电子之后发现电子之后, ,对于原子中正负电荷的分布他对于原子中正负电荷的分布他提出了一个模型：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原子中带正电荷均匀分布在整个原子空间, ,电电子镶嵌在

2、其中。子镶嵌在其中。Thomson原子模型：面包（枣糕）模型原子模型：面包（枣糕）模型同时该模型还进一步假定，电子分布在分离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，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、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，似乎是成元素的周期性以及原子的线光谱，似乎是成功的。功的。Thomson模型的失败：与模型的失败

3、：与粒子散射实验结果不符合。粒子散射实验结果不符合。90(7300)eMm真空室粒子源散射箔抽气管闪烁计数器粒子源金箔Geiger计数器俯视图俯视图Thomson模型大于90度角散射概率估算R20241ReZeFvRRZe220241tFPPvmP0P0PPmvvRRZePP12412200202214mvRZeERZe024EZR5A1105 .1对Au，Z=79，取Eq=5MeV4100002102的几率小于理论上，1/8000而实验上却不小于可以看出，散射角是非常小的2302202424cZe rrRRFZerRr22024cZeFrThomson原子模型原子模型 Rutherford核

4、式模型核式模型Obb22012Emvdtdmrbmv20散射角粒子原子核Ze瞄准距离:b0vv00cos2cos2dtFmv20vvyrF0220cos2sin2dFrbmv2222022cos42cosdZedFr2cos2422sin20220ZebmvbmvZectg202022散射角与瞄准距离的关系：bEZebmvZectg20202042142定义：库仑因子又称碰撞参数:b21402ctgEZeb EZemvZea1422114202200222ctgab库仑散射公式：2/sin2rrdrddsin2d2cos2sin4bdbd2:圆环面积drdbdbdRutherford散射公式（

5、大量粒子对大量靶原子的散射dd2cos2sin4dbdbd2sin122sin2cos22222ctgab 20021mvZeadd被称为有效散射截面，或微分截面。被称为有效散射截面，或微分截面。2sin414220220dmvZedd, 0假设某固体元素的原子是球状的，半径为假设某固体元素的原子是球状的，半径为r r米，原子之米，原子之间是紧密地堆积在一起的。若该元素的原子量为间是紧密地堆积在一起的。若该元素的原子量为A A，那那么么1 1mol该原子的质量为该原子的质量为A A克，若这种原子的质量密度克，若这种原子的质量密度为为 , ,那么那么A A克原子的总体积为克原子的总体积为 ，一个

6、原子占的有体积为一个原子占的有体积为 ，即，即 所以原所以原子的半径子的半径 ，依此可以算出不同原子的半，依此可以算出不同原子的半径，如下表所示：径，如下表所示：)/(3cmg)(/3cmA334r/*343ANrA34/3ANAr3. 原子的大小估计：原子的大小估计：元素元素原子量原子量质量密度质量密度原子半径原子半径Li 7 0.7 0.16 Al 27 2.7 0.16Cu 63 8.9 0.14S 32 2.07 0.18Pb 207 11.34 0.19不同原子的半径不同原子的半径NmrrNrEmrmmrvmbmvrZevmmv002220422121marm1410)2sin11 (1422002mvrZermm 粒子散射实验粒子散射实验否定了否定了汤姆逊的原子模型，根据实验结果，卢瑟福汤姆逊的原子模型，根据实验结果，卢瑟福于于1911年提出了原子的核式模型。年提出了原子的核式模型。 一切原子中心有一个极小的原子核，半径小于一切原子中心有一个极小的原子核，半径小于10-14m, 原子核带正电，原子核带正电，其电荷为其电荷为Ze，原子半径为，原子半径为10-10m，电子位于