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高中物理
第十五章 波粒二象性与原子结构
原子的核式结构模型
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2025-10-23 21:20
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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。我们知道,原子是中性的,而电子带负电,所以原子必定还有带正电的部分。 “原子中的正电荷是怎样分布的?”“原子中的正电荷与电子之间如何相互作用?”等问题,构成了所谓原子的结构问题。 19 世纪 80 年代初,光谱学已经取得了很大的发展,人们认识到发射光谱与光源的化学成分有密切的关系,似乎与电子的行为也有密切的关系。“光谱的成因是什么?”“怎样解释光谱的规律?”等问题都与原子的结构有关。 20 世纪初,物理学家根据已有的实验事实,通过提出假说、构建物理模型等方法模拟原子。比较具有代表性的原子模型是 J. J. 汤姆孙提出的“枣糕模型”。 >**线代物理认为:物资是有分子组成,分子是由原子组成,原子是由原子核和核外电子组成。其中原子核很小但是质量很大,整个原子空间都是空隙的。** {width=400px} ## 原子的“枣糕模型” 在“枣糕模型”中(图 13–5),原子被看成球体,正电荷均匀分布其中,电子则像枣糕里的枣子一样镶嵌在球内。“枣糕模型”可以解释化学元素周期律,但不能解释光谱现象。 为了研究原子内部电荷的分布情况,在 20 世纪的前十年里,一种新的叫做“散射实验”的手段被实验物理学家们广泛使用。散射实验利用当时已经发现的 X 射线、电子和 α 粒子轰击很薄的物质层,通过观察这些粒子穿过物质层后的偏转情况,获得原子结构的信息。α 粒子就是氦离子,带有正电荷,所带电荷量的大小为电子电荷量大小的两倍,质量为电子质量的 7300 倍左右。从某些放射性元素中放出的 α 粒子具有很大的动能,可以用来轰击原子。 {width=300px} 图 13–5 “枣糕模型” ## 原子的核式结构模型 1908 年,卢瑟福(图 13–6)指导他的助手用高速飞行的 α 粒子轰击厚度为 0.4 μm 的金箔,希望通过 α
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