原子物理学课件第一章 原子的位型 卢瑟福原子模型

1、原子物理学，第一章原子的位型：卢瑟福原子模型第二章原子的量子态：伏安模型第三章原子的精细结构：电子自旋第四章多电子原子：泡利原理第五章x射线第六章原子核物理概论， 第一章原子的位型：卢瑟福原子模型1-1背景知识1-2卢瑟福模型的提案1-3卢瑟福散射式1-4卢瑟福式的实验验证1-5行星模型的意义和困难，1-1背景知识，电子的发现电子的电荷和质量原子的大小，汤姆逊阴极射线管实验装置的阴极射线管(c ) 金属板(d )， e )除去荧光屏d e施加电极线p1 p2阴极线带负电的再施加电极线p2 p1 hev=ee v=e/h电极线半径r mv2/r=hev e/m=v/hr，发现1-1-1电子，用1

2、-1-2电子的电荷和质量(1)密立根油滴实验(1)测定的电子电e=1.610-19 c (库仑)电子质量me=9.110-31 kg密立根首次发现电荷的量子化电荷只是e的整数倍若知h (质子)的电荷质量比，1-1-2电子的电荷和质量(2)，密立根油滴实验(2)原子在中性原子中带负电的电子， 必定带正电的物质(在氢原子的情况下，将该带正电的物质称为质子)原子=带正电的物质、带负电的物质、1-1-2电子的电荷和质量(3)、原子质量单位u 1u 1个12c原子质量/12原子质量ma u=原子量u=a u， 1-1-3原子的大小，原子半径1原子体积=1原子的质量/原子质量密度=原子半径r=数量级： r

3、10-10m=1，1-2卢瑟福模型的提案，原子的正负电荷如何分布？ 粒子散射实验是粒子散射实验，说明1-2-1原子的正负电荷是如何分布的(1)汤姆森原子模型的正电荷在原子球整体上均匀分布，电子嵌入其中(同心球壳上)。卢瑟福的染色体组型结构模型原子由带正电荷的原子核和在核外进行轨道运动的电子组成，有1-2-2粒子散射实验(1)、实验装置、1-2-2粒子散射实验(2)、实验结果：大部分粒子散射角：2 - 3 1/8000的粒子散射角： 9.0不可思议相当于子弹头被一张纸上反弹回来，1-2-3说明粒子散射实验(1)，带正电物质散射(汤氏模型) (1)原子的正电荷ze对入射粒子(2e )的力，r、r、

4、原子半径，带正电物质散射(汤氏模型) (2)正电荷ze对粒子(2e )的力的最大散射动量矩的变化力乘以粒子在原子上度过的时间2r/v，得到1-2-3粒子散射实验(2)、1-2-3粒子散射实验(3)、正电荷物质散射(汤氏模型) (3)相对运动量的变化、r、 1-2-3粒子散射实验(4)、正电荷物质散射(汤氏模型) (4)对粒子的偏转的电子的贡献(顶撞) (1)运动量、运动能量守恒、入射粒子、散射后的粒子，散射的电子，1-2-3是粒子散射实验(5)、带正电荷物质散射(汤氏模型) (5)对电子的粒子偏转的贡献(顶撞) (2)， 可以说基于电子的粒子的偏转角非常小是没有贡献的， 1-2-3是说明粒子散

5、射实验(6)的正的电气物质散射(汤氏模型) (6)即使粒子一次散射金的散射角而散射角，大的角度也不会散射而变得随机，平均而言不会使汤姆森原子模型特别稳定地散射，z=7.9，1-3粗糙库仑散射公式推导卢瑟福公式推导，1-3-1库仑散射公式推导(1)，远离靶核的入射能量e，电荷z1e的粒子电荷和电荷z2e的靶核散射，靶距离碰撞残奥计，散射角，1-3-1库仑散射公式推导(2)，库仑散射公式，库仑散射因子1-3-3 是单散射点电荷，库仑相互作用核外电子的作用是目标原子核静止(目标核重，晶体结构牢固)，1-3-1库仑散射公式推导(4)，库仑散射公式，有心力动量矩守恒，1-3-1库仑散射公式推导(5)，1

6、-3-1库仑散射公式推导(6)，1-1 b； b，1-3-2卢瑟福式的推导(1)，粒子： b db-d粒子：bb db圆环面积-d中空圆锥体，粒子碰到圆环的概率是？ 1-3-2卢瑟福公式的导出(2)、营销对象(薄箔)厚度t、面积a、数密度n、质量密度环面积粒子碰到环的概率、1-3-2卢瑟福公式的导出(3)、中空圆锥体的立体角d、1-3-2卢瑟福公式的导出(4)、薄箔内有多个环： 薄箔环数： atn的粒子打在atn环上，散射角相同的粒子打在薄箔上散射到-d的概率，1-3-2卢瑟福式的导出(5)，n个粒子打在薄箔上-d的粒子数微分截面(卢瑟福式)，1-3-2卢瑟福式微分截面的物理意义是单位面积内的每个营销对象原子核单位入射粒子，单位立体角内的散射粒子数微分截面有面积的维度是单位立体角内的每个原子的有效散射截面的单位： (m2/sr ) (米2/球面度)截面的单位：营销对象恩(营销对象， b):微分截面的单位： b/sr， 表示向1-4卢瑟福式的粒子散射的实验验证盖格马斯顿实验的原子核大小的推定，1-4-1盖格马斯顿实验(1)，相同(粒子源，散射体)相同(粒子源，材料的散射体，散射角)相同(粒子源，散射角，nt )，1-4-1盖格马斯顿实验1-4-2原子核大小的推定(1)得