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原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)—發(fā)現(xiàn)原子核 
2010-09-09 |文章來(lái)源: | 瀏覽次數(shù):  |

  

  由于電子質(zhì)量極小,所以它很有可能是原子的一部分。為了弄清楚原子的結(jié)構(gòu),英國(guó)科學(xué)家盧瑟福(Ernest Rutherford,1871-1937)(左圖)于1911年設(shè)計(jì)了用帶正電的射線——阿爾法粒子(α)轟擊金箔的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中觀察到大多數(shù)粒子穿過(guò)金箔后發(fā)生約一度的偏轉(zhuǎn),但有極小一部分射線發(fā)生很大角度的偏轉(zhuǎn)(下圖),這種現(xiàn)象只有原子中正電荷集中在很小的體積內(nèi)時(shí)才會(huì)發(fā)生,說(shuō)明原子中除了電子還有一個(gè)很小的致密的核。盧瑟福證實(shí)了帶正電的原子核的存在。

  

  

  在此基礎(chǔ)上,盧瑟福提出了原子的核式模型,即:原子中心有一個(gè)極小的原子核,它集中了全部的正電荷和幾乎所有的質(zhì)量,所有電子都分布在它的周圍。盧瑟福從理論上推導(dǎo)出散射公式,后被蓋革-馬斯頓實(shí)驗(yàn)所驗(yàn)證,核式模型從而被普遍接受。但盧瑟福模型正負(fù)電荷之間的電場(chǎng)力無(wú)法滿足穩(wěn)定性的要求,無(wú)法解釋電子是如何穩(wěn)定地待在核外。

  1913年,丹麥科學(xué)家玻爾(Niels Bohr,1885-1962)(左圖)在盧瑟福模型的基礎(chǔ)上提出:電子在一些特定的可能軌道上繞核作圓周運(yùn)動(dòng),離核愈遠(yuǎn)能量愈高;可能的軌道由電子的角動(dòng)量必須是h/2π的整數(shù)倍決定(h為描述量子大小的普朗克常數(shù));當(dāng)電子在這些可能的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)原子不發(fā)射也不吸收能量,只有當(dāng)電子從一個(gè)軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí)原子才發(fā)射或吸收能量,而且發(fā)射或吸收的輻射是單頻的,輻射的頻率(ν )和能量(E)之間的關(guān)系由 E=hν 給出。

  這個(gè)模型(右圖)解決了原子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問(wèn)題,解開(kāi)了原子結(jié)構(gòu)之謎。


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