选修3-5第18章《原子结构》PPT课件
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– 尽管不准确，但证明了射线 的带电量与氢离子大致相同
电子
汤姆孙的实验（3）
• 汤姆孙又研究以下的各种现象
– 光电效应 – 放射性物质的自发辐射：β射线 – 金属高温时发射粒子
• 都发射出同样的带电粒子——电子。由此可 见电子是原子的组成部分，是比原子更基本 的粒子。
电子的电量和质量
• 1910年密立根的油滴实验测得了电子电量的 精确值。电子电荷量的现代值为
若n=4，答案有什么不同？
左右两边有什么联系？
可见光
1 1 1 巴尔末系： R( 2 2 ) 2 n
1 1 1 赖曼系： R( 2 2 ) 1 n
紫外光
发光机制
• 白炽灯是如何发光的？
– 当电流流过灯泡时，灯丝的温度升高到炽热的状 态，部分热量就转化为光能。 – 自由电子从灯丝中穿过。自由电子与灯丝的原子 发生撞击，使得原子跃迁到较高的能级。处于高 能级(激发态)的原子并不十分稳定，所以自发地 向下跃迁，这就释放出了光子。
利用玻尔理论解释原子光谱
• 为什么原子光谱的谱线是分立的？
– 因为原子的能级是分立的，所以原子跃迁时释放 出光子的能量也是分立的。所以原子的发光谱线 也是分立的亮线。
• 为什么不同的原子的特征谱线是不同的？
– 由于不同的原子具有不同的结构，能级各不相同， 因此辐射（或吸收）的光子频率也不同。
玻尔理论的局限
r
E
e
r
(不需要记忆)
电子轨道半径增大，需要吸收光子，原子能量增加
发射 光谱
光 谱 吸收 光谱
明线 光谱
氢原子光谱
• 为什么书上特别研究氢原子光谱
• 氢原子光谱的特点是什么？
1 1 巴尔末系 R( 2 2 ) 2 n – 氢原子发出光的波长（频率）是不连续的
1
卢瑟福模型遇到的困难
• 经典物理学
核外电子受库伦力作用，所以它不可能是静止的。它必 须绕核转动。
• 成功地解释了氢原子光谱的规律，但稍复杂 点的原子就无法解释，如氦原子光谱。 • 不足之处在于保留了经典粒子的观念，把电 子的运动仍然看做经典力学描述下的轨道运 动。
• 光子能量为Ｅ的一束光，照射容器中的氢 气（设氢原子原处于ｎ＝３的能级），氢 原子吸收光子后，能发出频率为ν1﹑ν2﹑ ν3﹑ν4﹑ν5 ﹑ν6的６种光，且ν1<ν2< ν3<ν4<ν5<ν6，则Ｅ等于
玻尔的原子模型
• 电子轨道量子化
– 电子绕核做圆周运动仍然 服从经典力学规律。但轨 道不是任意的。
定态
激发态
激发态
基态
rn n r1
2
r1 0.053nm(氢)
• 原子能量量子化
– 电子在不同的轨道，原子 具有的能量不同。
能级
原子能量En是由哪些能量组成？
En E1 / n
2
E1 13.6eV(氢)
e
F库仑
a向心
e
r
电子的轨道半径越大，电子的动能如何？
r
EK
原子能量的计算
研究对象：电子+原子 若规定无穷远为0势能点
e
F库仑
e2 EP k r
(不需要记忆)
e
r
电子的轨道半径越大，电子的势能如何？
r
EP
电子轨道半径增大，库仑力做负功，电势能增加
原子能量的计算
原子能量
e
F库仑
e2 e2 e2 E EK EP k ( k ) k 2r r 2r
– 电子对α 粒子的作用忽略不计。 – 因为原子核很小，大部分α 粒子穿 过原子时离原子核很远，受到较小 的库仑斥力，运动几乎不改变方向。 – 极少数α 粒子穿过原子时离原子核 很近，因此受到很强的库仑斥力， 发生大角度散射。
• 卢瑟福按照这个模型，利用经典力学计算了向 各个方向散射的α 粒子比例，结果与实验相符。
氢原子 能级图
n=
n=4 n=3
n=2
0
-0.85eV -1.51eV -3.4eV
n=1
-13.6eV
玻尔的原子模型
• 频率条件
– 电子吸收光子时会从能量 较低的轨道跃迁到能量较 高的轨道 – 电子从能量较高的轨道跃 迁到能量较低的轨道，放 出光子
hv E末 E初
吸收光子(单击) 放出光子(单击)
卢瑟福粒子散射实验中为何使用的是金箔？
• 方颖 浙江省宁波市奉化中学 http://blog.fhedu.net.cn/user1/fhfy/2007115155023.html
• •
•
英国物理学家欧内斯特·卢瑟福在汤姆逊的指导下，卢瑟福在做他的第一个实验——放射性吸收实验时 发现了α射线。 卢瑟福设计的巧妙的实验，他把铀、镭等放射性元素放在一个铅制的容器里，在铅容器上只留一个小孔。 由于铅能挡住放射线，所以只有一小部分射线从小孔中射出来，成一束很窄的放射线。卢瑟福在放射线 束附近放了一块很强的磁铁，结果发现有一种射线不受磁铁的影响，保持直线行进。第二种射线受磁铁 的影响，偏向一边，但偏转得不厉害。第三种射线偏转得很厉害。卢瑟福在放射线的前进方向放不同厚 度的材料，观察射线被吸收的情况。第一种射线不受磁场的影响，说明它是不带电的，而且有很强的穿 透力，一般的材料如纸、木片之类的东西都挡不住射线的前进，只有比较厚的铅板才可以把它完全挡住， 称为γ射线。第二种射线会受到磁场的影响而偏向一边，从磁场的方向可判断出这种射线是带正电的， 这种射线的穿透力很弱，只要用一张纸就可以完全挡住它。这就是卢瑟福发现的α射线。第三种射线由 偏转方向断定是带负电的，性质同快速运动的电子一样，称为β射线。卢瑟福对他自己发现的α射线特 别感兴趣。他经过深入细致的研究后指出，α射线是带正电的粒子流，这些粒子是氦原子的离子，即少 掉两个电子的氦原子。 卢瑟福对于汤姆逊提出的原子模型加以证实，他用α射线轰击其他物质，因为 卢瑟福通过实验发现了α射线并已经知道α射线的穿透力很弱，为了使实验中的现象明显，所以卢瑟福 在做著名的粒子散射实验之前卢瑟福先是用射线打击云母片，因为云母片可以做的薄足以让射线穿过， 但做了实验发现粒子的偏转很小，经测定偏角在2o以下．他让助手盖革也在做这方面的实验，盖革发现 射线的散射角与靶材料的原子量成正比，也就是被打物体的原子量越大，那么出现大角度散射现象越明 显，因为我们知道原子量越大的材料原子核所带正电荷量越大，那么射线在穿行时所受到的库仑力就大， 另外原子量大的元素原子核的质量也大，那么当粒子打到比自己质量大的多的原子核时会出现反弹现象。 所以他们要选择重金属靶进行散射实验．原子量大的金属比较多，那么选择那一种呢？ 因为射线的穿透能力不强，一张普通的纸就可以挡住，所以这个重金属靶必须要让射线穿过，不然如何 来研究散射现象，首先重金属靶必须要薄，那么哪种重金属可以压的比纸还薄而不破呢？也就是这种金 属的延展性要非常的好，那么就只有金这种重金属是符合条件的，我们知道金有很好的延展性，当时卢 瑟福把金压成金箔，金箔薄的可以透过光，金箔的厚度大约有3000层金原子的厚度。当做粒子散射实 验时，粒子穿过有3000层金原子的厚度的金箔，绝大多数的粒子仍是保持原来的方向前进，说明原子 中是很空旷的。
原子结构
rwr 200905
§1 电子的发现
科学的历史
• 1858年，德国物理学家普吕克尔在实验种观 察到了玻璃壁上的荧光和影子。 • 1876年，德国物理学家戈德斯坦认为管壁上 的荧光是由于玻璃受到阴极发出的某种射线的 撞击引起的，并把这种射线叫做阴极射线。
金属片
影子
荧光
金属片
• 科学家的争论：
– 电磁波？ – 带电的粒子？
荧光
影子
• 如果你是当时的科学家，你选择一个什么样 的实验来证明阴极射线是什么物质？
– 加电场或磁场 – 这么简单的事情当时的科学家还在争论，说明想 获得实验的成功并不容易
汤姆孙的实验（1）
汤姆孙的实验（1）
E
证明了射线带负电
E B
E v B
qvB qE
q v m BR
e 1.60217733(49) 10 C
代人比荷，可得
19
me 9.1093897 10 kg
mp me 1836
31
• 我的评价：
– 汤姆孙的发现是打开原子世界的钥匙。
• 如果你是那个年代的科学家，汤姆孙的发现 会引发你思考什么样的问题？
§2 原子的核式结构模型
原子内部是什么样子的？
– 电子的周期性运动，导致电磁场的周期变化，就 会激发电磁波。因为辐射电磁波，电子的能量会 不断减少，最后一头栽倒在原子核上。但事实是 原子是很稳定的。 – 按照经典理论，电子辐射电磁波的频率与其绕核 的频率相同。电子能量减少，就会离核越来越近， 转得越来快。这个变化是连续的，就应该辐射的 各个波长（频率）的电磁波。但实际上原子的谱 线是分立的。
氢原子 能级图
n=
n=4 n=3
n=2
0
-0.85eV -1.51eV -3.4eV
n=1
-13.6eV
原子能量从-1.51eV下降到-3.4eV(单击) 原子能量从-3.4eV下降到-13.6eV(单击)
• 一些氢原子都处于量子数n=3的激发态，这 些氢原子在能级跃迁时 （1）能释放出多少种频率不同的光子？ （2）在这些光子波长中的最小值是多少？ 请画能级图来回答这些问题
A、h 1 C、h( 6 1 )
B、h 6
D、h( 1 2 3 4 5 6 )
答案：A
原子能量的计算
研究对象：电子 运动模型：圆周运动 条 件：实际=需要(ma向心 ) e2 v2 k 2 m r r 2 1 e 电子动能： Ek mv 2 k 2 2r
第三节书-光谱：提示我们，原子发光是与电子运 动有关的，但原子谱线（明线光谱和暗线光谱）是分 立的，即原子发出光的频率是不连续的。
那么到底电子在原子核外是如何运动的？
§4 玻尔的原子模型
人际关系
1
R(
1 1 2) 2 2 n
• 1900年，普朗克提出能量子 • 1905年，爱因斯坦用光子说解释了光电效应 • 1913年，在量子说的启发下，玻尔将分立值 的观念运动到了原子系统。
原子核的电荷和尺度
• 原子核的电荷就是核内的质子数
• 一般的原子核，核半径的数量级10-15m，而整 个原子半径的数量级是10-10m，两者相差十万 倍之多。可见原子内部是十分“空旷”的。
– 如果地球(半径6.4×106m)是原子，那么原子核有 多大？ – 如果篮球(约13cm)是原子，那么原子核有多大？
§3 氢原子光谱
• 卢瑟福的α粒子散射实验揭开了原子的核式结 构。 • 今天的实验事实将帮助我们了解“电子在原 子核外是如何运动的？”
色散——光谱
色散——三种光谱
钠蒸汽发光
白光通过低温钠蒸汽
光谱及光谱分析
• 每种元素的明线光谱或吸收光谱都是不一样的. • 所以利用物质产生的明线光谱或吸收光谱可鉴定物 质的成份，这就是光谱分析。 连续 光谱 炽热的固体、液体 或高压气体 稀薄气体发光 炽热物体发出的 光通过温度较低 的气体
• 既然带负电的粒子(电子)质量这么小，那么 带正电的部分是如何分布的呢？
wk.baidu.com
西瓜模型 枣糕模型
卢瑟福 α粒子散射实验
• 卢瑟福从1909年起做了著名的α粒子散射实验，实 验的目的是想证实汤姆孙原子模型的正确性 。 • α粒子是什么粒子？
– 氦核（两个单位正电、质量是氢原子质量的4倍）
• 如果汤姆孙的枣糕模型是正确的，你预计实验的结 果会是什么样子？
q E 2 m B R
B
v qvB m R
2
汤姆孙的实验（1）
• K极换不同的材料，所有比 荷的数值都是相同的。
– 它是构成物质的共有成分
汤姆孙的实验（2）
• 汤姆孙在测定荷质比e/me 后不到二年。他注意到:在 一定条件下，在饱和蒸气 中电荷是作为凝聚核而存 在的。测定了雾滴的数目 q q ( ) e 2000( ) H 和电荷的总量，可算出电 m m 子电荷的平均值。当时他 得到的数据为3×10-10绝对 采用高斯单位制（CGSE）， 则电荷的电量单位是静电单 静电单位(esu)。汤姆孙是 第一个测出电子电量的人。 位（esu ）
卢瑟福 α粒子散射实验
• 实验结果：
– 绝大多数 α 粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的 方向前进。 – 少数α 粒子(约占八千分之一)发生了大角度偏转， 甚至超过了90o,也就说几乎被“撞了回来”。
• 实验结果说明了什么？
卢瑟福 原子模型
• 原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质 量，电子在正电体的外面运动。正电的体积很小， 被称为原子核。这个模型被称为核式结构模型。
电子
汤姆孙的实验（3）
• 汤姆孙又研究以下的各种现象
– 光电效应 – 放射性物质的自发辐射：β射线 – 金属高温时发射粒子
• 都发射出同样的带电粒子——电子。由此可 见电子是原子的组成部分，是比原子更基本 的粒子。
电子的电量和质量
• 1910年密立根的油滴实验测得了电子电量的 精确值。电子电荷量的现代值为
若n=4，答案有什么不同？
左右两边有什么联系？
可见光
1 1 1 巴尔末系： R( 2 2 ) 2 n
1 1 1 赖曼系： R( 2 2 ) 1 n
紫外光
发光机制
• 白炽灯是如何发光的？
– 当电流流过灯泡时，灯丝的温度升高到炽热的状 态，部分热量就转化为光能。 – 自由电子从灯丝中穿过。自由电子与灯丝的原子 发生撞击，使得原子跃迁到较高的能级。处于高 能级(激发态)的原子并不十分稳定，所以自发地 向下跃迁，这就释放出了光子。
利用玻尔理论解释原子光谱
• 为什么原子光谱的谱线是分立的？
– 因为原子的能级是分立的，所以原子跃迁时释放 出光子的能量也是分立的。所以原子的发光谱线 也是分立的亮线。
• 为什么不同的原子的特征谱线是不同的？
– 由于不同的原子具有不同的结构，能级各不相同， 因此辐射（或吸收）的光子频率也不同。
玻尔理论的局限
r
E
e
r
(不需要记忆)
电子轨道半径增大，需要吸收光子，原子能量增加
发射 光谱
光 谱 吸收 光谱
明线 光谱
氢原子光谱
• 为什么书上特别研究氢原子光谱
• 氢原子光谱的特点是什么？
1 1 巴尔末系 R( 2 2 ) 2 n – 氢原子发出光的波长（频率）是不连续的
1
卢瑟福模型遇到的困难
• 经典物理学
核外电子受库伦力作用，所以它不可能是静止的。它必 须绕核转动。
• 成功地解释了氢原子光谱的规律，但稍复杂 点的原子就无法解释，如氦原子光谱。 • 不足之处在于保留了经典粒子的观念，把电 子的运动仍然看做经典力学描述下的轨道运 动。
• 光子能量为Ｅ的一束光，照射容器中的氢 气（设氢原子原处于ｎ＝３的能级），氢 原子吸收光子后，能发出频率为ν1﹑ν2﹑ ν3﹑ν4﹑ν5 ﹑ν6的６种光，且ν1<ν2< ν3<ν4<ν5<ν6，则Ｅ等于
玻尔的原子模型
• 电子轨道量子化
– 电子绕核做圆周运动仍然 服从经典力学规律。但轨 道不是任意的。
定态
激发态
激发态
基态
rn n r1
2
r1 0.053nm(氢)
• 原子能量量子化
– 电子在不同的轨道，原子 具有的能量不同。
能级
原子能量En是由哪些能量组成？
En E1 / n
2
E1 13.6eV(氢)
e
F库仑
a向心
e
r
电子的轨道半径越大，电子的动能如何？
r
EK
原子能量的计算
研究对象：电子+原子 若规定无穷远为0势能点
e
F库仑
e2 EP k r
(不需要记忆)
e
r
电子的轨道半径越大，电子的势能如何？
r
EP
电子轨道半径增大，库仑力做负功，电势能增加
原子能量的计算
原子能量
e
F库仑
e2 e2 e2 E EK EP k ( k ) k 2r r 2r
– 电子对α 粒子的作用忽略不计。 – 因为原子核很小，大部分α 粒子穿 过原子时离原子核很远，受到较小 的库仑斥力，运动几乎不改变方向。 – 极少数α 粒子穿过原子时离原子核 很近，因此受到很强的库仑斥力， 发生大角度散射。
• 卢瑟福按照这个模型，利用经典力学计算了向 各个方向散射的α 粒子比例，结果与实验相符。
氢原子 能级图
n=
n=4 n=3
n=2
0
-0.85eV -1.51eV -3.4eV
n=1
-13.6eV
玻尔的原子模型
• 频率条件
– 电子吸收光子时会从能量 较低的轨道跃迁到能量较 高的轨道 – 电子从能量较高的轨道跃 迁到能量较低的轨道，放 出光子
hv E末 E初
吸收光子(单击) 放出光子(单击)
卢瑟福粒子散射实验中为何使用的是金箔？
• 方颖 浙江省宁波市奉化中学 http://blog.fhedu.net.cn/user1/fhfy/2007115155023.html
• •
•
英国物理学家欧内斯特·卢瑟福在汤姆逊的指导下，卢瑟福在做他的第一个实验——放射性吸收实验时 发现了α射线。 卢瑟福设计的巧妙的实验，他把铀、镭等放射性元素放在一个铅制的容器里，在铅容器上只留一个小孔。 由于铅能挡住放射线，所以只有一小部分射线从小孔中射出来，成一束很窄的放射线。卢瑟福在放射线 束附近放了一块很强的磁铁，结果发现有一种射线不受磁铁的影响，保持直线行进。第二种射线受磁铁 的影响，偏向一边，但偏转得不厉害。第三种射线偏转得很厉害。卢瑟福在放射线的前进方向放不同厚 度的材料，观察射线被吸收的情况。第一种射线不受磁场的影响，说明它是不带电的，而且有很强的穿 透力，一般的材料如纸、木片之类的东西都挡不住射线的前进，只有比较厚的铅板才可以把它完全挡住， 称为γ射线。第二种射线会受到磁场的影响而偏向一边，从磁场的方向可判断出这种射线是带正电的， 这种射线的穿透力很弱，只要用一张纸就可以完全挡住它。这就是卢瑟福发现的α射线。第三种射线由 偏转方向断定是带负电的，性质同快速运动的电子一样，称为β射线。卢瑟福对他自己发现的α射线特 别感兴趣。他经过深入细致的研究后指出，α射线是带正电的粒子流，这些粒子是氦原子的离子，即少 掉两个电子的氦原子。 卢瑟福对于汤姆逊提出的原子模型加以证实，他用α射线轰击其他物质，因为 卢瑟福通过实验发现了α射线并已经知道α射线的穿透力很弱，为了使实验中的现象明显，所以卢瑟福 在做著名的粒子散射实验之前卢瑟福先是用射线打击云母片，因为云母片可以做的薄足以让射线穿过， 但做了实验发现粒子的偏转很小，经测定偏角在2o以下．他让助手盖革也在做这方面的实验，盖革发现 射线的散射角与靶材料的原子量成正比，也就是被打物体的原子量越大，那么出现大角度散射现象越明 显，因为我们知道原子量越大的材料原子核所带正电荷量越大，那么射线在穿行时所受到的库仑力就大， 另外原子量大的元素原子核的质量也大，那么当粒子打到比自己质量大的多的原子核时会出现反弹现象。 所以他们要选择重金属靶进行散射实验．原子量大的金属比较多，那么选择那一种呢？ 因为射线的穿透能力不强，一张普通的纸就可以挡住，所以这个重金属靶必须要让射线穿过，不然如何 来研究散射现象，首先重金属靶必须要薄，那么哪种重金属可以压的比纸还薄而不破呢？也就是这种金 属的延展性要非常的好，那么就只有金这种重金属是符合条件的，我们知道金有很好的延展性，当时卢 瑟福把金压成金箔，金箔薄的可以透过光，金箔的厚度大约有3000层金原子的厚度。当做粒子散射实 验时，粒子穿过有3000层金原子的厚度的金箔，绝大多数的粒子仍是保持原来的方向前进，说明原子 中是很空旷的。
原子结构
rwr 200905
§1 电子的发现
科学的历史
• 1858年，德国物理学家普吕克尔在实验种观 察到了玻璃壁上的荧光和影子。 • 1876年，德国物理学家戈德斯坦认为管壁上 的荧光是由于玻璃受到阴极发出的某种射线的 撞击引起的，并把这种射线叫做阴极射线。
金属片
影子
荧光
金属片
• 科学家的争论：
– 电磁波？ – 带电的粒子？
荧光
影子
• 如果你是当时的科学家，你选择一个什么样 的实验来证明阴极射线是什么物质？
– 加电场或磁场 – 这么简单的事情当时的科学家还在争论，说明想 获得实验的成功并不容易
汤姆孙的实验（1）
汤姆孙的实验（1）
E
证明了射线带负电
E B
E v B
qvB qE
q v m BR
e 1.60217733(49) 10 C
代人比荷，可得
19
me 9.1093897 10 kg
mp me 1836
31
• 我的评价：
– 汤姆孙的发现是打开原子世界的钥匙。
• 如果你是那个年代的科学家，汤姆孙的发现 会引发你思考什么样的问题？
§2 原子的核式结构模型
原子内部是什么样子的？
– 电子的周期性运动，导致电磁场的周期变化，就 会激发电磁波。因为辐射电磁波，电子的能量会 不断减少，最后一头栽倒在原子核上。但事实是 原子是很稳定的。 – 按照经典理论，电子辐射电磁波的频率与其绕核 的频率相同。电子能量减少，就会离核越来越近， 转得越来快。这个变化是连续的，就应该辐射的 各个波长（频率）的电磁波。但实际上原子的谱 线是分立的。
氢原子 能级图
n=
n=4 n=3
n=2
0
-0.85eV -1.51eV -3.4eV
n=1
-13.6eV
原子能量从-1.51eV下降到-3.4eV(单击) 原子能量从-3.4eV下降到-13.6eV(单击)
• 一些氢原子都处于量子数n=3的激发态，这 些氢原子在能级跃迁时 （1）能释放出多少种频率不同的光子？ （2）在这些光子波长中的最小值是多少？ 请画能级图来回答这些问题
A、h 1 C、h( 6 1 )
B、h 6
D、h( 1 2 3 4 5 6 )
答案：A
原子能量的计算
研究对象：电子 运动模型：圆周运动 条 件：实际=需要(ma向心 ) e2 v2 k 2 m r r 2 1 e 电子动能： Ek mv 2 k 2 2r
第三节书-光谱：提示我们，原子发光是与电子运 动有关的，但原子谱线（明线光谱和暗线光谱）是分 立的，即原子发出光的频率是不连续的。
那么到底电子在原子核外是如何运动的？
§4 玻尔的原子模型
人际关系
1
R(
1 1 2) 2 2 n
• 1900年，普朗克提出能量子 • 1905年，爱因斯坦用光子说解释了光电效应 • 1913年，在量子说的启发下，玻尔将分立值 的观念运动到了原子系统。
原子核的电荷和尺度
• 原子核的电荷就是核内的质子数
• 一般的原子核，核半径的数量级10-15m，而整 个原子半径的数量级是10-10m，两者相差十万 倍之多。可见原子内部是十分“空旷”的。
– 如果地球(半径6.4×106m)是原子，那么原子核有 多大？ – 如果篮球(约13cm)是原子，那么原子核有多大？
§3 氢原子光谱
• 卢瑟福的α粒子散射实验揭开了原子的核式结 构。 • 今天的实验事实将帮助我们了解“电子在原 子核外是如何运动的？”
色散——光谱
色散——三种光谱
钠蒸汽发光
白光通过低温钠蒸汽
光谱及光谱分析
• 每种元素的明线光谱或吸收光谱都是不一样的. • 所以利用物质产生的明线光谱或吸收光谱可鉴定物 质的成份，这就是光谱分析。 连续 光谱 炽热的固体、液体 或高压气体 稀薄气体发光 炽热物体发出的 光通过温度较低 的气体
• 既然带负电的粒子(电子)质量这么小，那么 带正电的部分是如何分布的呢？
wk.baidu.com
西瓜模型 枣糕模型
卢瑟福 α粒子散射实验
• 卢瑟福从1909年起做了著名的α粒子散射实验，实 验的目的是想证实汤姆孙原子模型的正确性 。 • α粒子是什么粒子？
– 氦核（两个单位正电、质量是氢原子质量的4倍）
• 如果汤姆孙的枣糕模型是正确的，你预计实验的结 果会是什么样子？
q E 2 m B R
B
v qvB m R
2
汤姆孙的实验（1）
• K极换不同的材料，所有比 荷的数值都是相同的。
– 它是构成物质的共有成分
汤姆孙的实验（2）
• 汤姆孙在测定荷质比e/me 后不到二年。他注意到:在 一定条件下，在饱和蒸气 中电荷是作为凝聚核而存 在的。测定了雾滴的数目 q q ( ) e 2000( ) H 和电荷的总量，可算出电 m m 子电荷的平均值。当时他 得到的数据为3×10-10绝对 采用高斯单位制（CGSE）， 则电荷的电量单位是静电单 静电单位(esu)。汤姆孙是 第一个测出电子电量的人。 位（esu ）
卢瑟福 α粒子散射实验
• 实验结果：
– 绝大多数 α 粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的 方向前进。 – 少数α 粒子(约占八千分之一)发生了大角度偏转， 甚至超过了90o,也就说几乎被“撞了回来”。
• 实验结果说明了什么？
卢瑟福 原子模型
• 原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质 量，电子在正电体的外面运动。正电的体积很小， 被称为原子核。这个模型被称为核式结构模型。