1、第一章：原子的位形：卢斯福模型 第一节 背景知识 第二节 卢斯福模型的提出 第三节 卢斯福散射公式 第四节 卢斯福公式的实验验证 第五节 行星模型的意义及困难 Atomic Physics 原子物理学 结束 第一节：背景知识 第一章：原子的位形：卢斯福模型 “ 原子 ”一词来自希腊文，意思是“ 不可分割的 ”。在公元前 4世纪，古希腊哲学家 德漠克利特 (Democritus)提出这一概念，并把它看作物质的最小单元。 定比定律 ： 倍比 定律： 元素按一定的物质比相互化合。 若两种元素能生成几种化合物，则在这些化合物中，与一定质量的甲元素化合的乙元素的质量，互成简单整数比。 关于卢斯福 原子
2、电子 在十九世纪，人们在大量的实验中认识了一些定律，如： 结束 目录 next back 在此基础上， 1893年 道尔顿 提出了他的 原子学说 ，他认为 : 1.一定质量的某种元素，由极大数目的该元 素的原子所构成； 2.每种元素的原子，都具有相同的质量，不 同元素的原子，质量也不相同； 3.两种可以化合的元素，它们的原子可能按 几种不同的比率化合成几种化合物的分子。 第一节：背景知识 第一章：原子的位形：卢斯福模型 原子 电子 关于卢斯福 结束 目录 next back 第一节：背景知识 第一章：原子的位形：卢斯福模型 根据 道尔顿的原子学说 ，我们可以对简单的无机化学中的化合物的生成给予
3、定量的解释，反过来，许多实验也证实了原子学说；并且人们发现气态物质参与的化学反应时的元素的重量与体积也遵循上述规律。 盖 吕萨克定律 告诉我们，在每一种生成或分解的气体中，组分和化合物气体的体积彼此之间具有简单的整数比，与前述规律进行对比，我们可以得到这样的结论： 气体的体积与其中所含的粒子数目有关。阿伏伽德罗定律告诉我们，温同压下，相同体积的不同气体含有相等数目的分子。 原子 电子 关于卢斯福 结束 目录 next back 第一节：背景知识 第一章：原子的位形：卢斯福模型 当原子学说逐渐被人们接受以后，人们又面临着新的问题： 原子有多大？ 原子的内部有什么？ 原子是最小的粒子吗？ . 在学
4、习这门课的时候；一部分问题的谜底会逐渐揭开，现在我们来粗略地估计一下原子的大小。 原子 电子 关于卢斯福 结束 目录 next back 第一节：背景知识 第一章：原子的位形：卢斯福模型 电子的发现并不是偶然的，在此之前已有丰富的积累。 1811年， 阿伏伽德罗（ A.Avogadno）定律问世，提出 1mol任何原子的数目都是6.02*1023个。 1833年， 法拉第（ M.Faraday） 提出电解定律， 1mol任何原子的单价离子永远带有相同的电量 -即法拉第常数。 原子 电子 关于卢斯福 结束 目录 next back 第一节：背景知识 第一章：原子的位形：卢斯福模型 1874年，
5、斯迪尼（ G.T.Stoney） 综合上述两个定律，指出原子所带电荷为一个电荷的整数倍，这个电荷是斯迪尼提出，用“电子”来命名这个电荷的最小单位。 但实际上确认电子的存在，却是 20多年后 汤姆逊 的工作 . 1897年， 汤姆逊（ J.J.Thomson） 发现电子：通过阴极射线管中电子荷质比的测量，汤姆逊（ J.J.Thomson）预言了电子的存在。 原子 电子 关于卢斯福 结束 目录 next back 约翰 约瑟夫 汤姆逊 （ John Joseph Thomson） 年月日生于英国曼彻斯特郊区的契特海姆山。 年他进人曼彻斯特的欧文斯学院，并于年作为一个年纪较小的学生进人剑桥大学三一学
6、院。年他以数学学位考试第二个及格者和史密斯奖金获得者的成绩成为三一学院的研究员，此后一生都在这个学院任职。年成为讲师，年成为硕士。从年到年，他继瑞利勋爵任剑桥大学和伦敦皇家学院的物理学荣誉教授。 汤姆逊于年 月 日逝世。 1897年，汤姆逊通过阴极射线管的实验发现了电子，并进一步测出了电子的荷质比 :e/m 汤姆逊被誉为 :“一位最先打开通向基本粒子物理学大门的伟人 .” 图汤姆逊正在进行实验 图 2 阴极射线实验装置示意图 加电场 E后 ， 射线偏转 ， 阴极射线带负电 。 再加磁场 H后 ， 射线不偏转 ， 。 去掉电场 E后 ， 射线成一圆形轨迹 ， 求出荷质比 。 qEBq BE /rmBq /2 2/ rBEmq 微粒的荷质比为氢离子荷质比的千倍以上 阴极射线质量只有氢原子质量的千分之一还不到 电子
