原子物理学凤尔银第一章原子的基本状况

《原子物理学凤尔银第一章原子的基本状况》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第一章原子的基本状况1.1原子的质量和大小一.原子的质量1．原子质量单位和原子量各种原子的质量各不相同，常用它们的相对值原子量。原子质量单位：原子量：原子包含1个原子质量单位(1u)数H：1.0079C：12.011O：15.999Cu：63.542．原子质量元素X的原子质量为：A：一摩尔原子以克为单位的质量数（原子量）。No表示阿佛加德罗常数，No=6.022×1023/mol对氢原子：MH=1.67367×10-27kg3、阿佛加德罗常数NoNo是联系微观物理量与宏观物理量的纽带。例：①Nok=R普适气体常数R，k：玻尔兹曼常数②Noe=F法

2、拉第常数F=96486.7C/mol微观物理量通过No这个大常数与宏观物理量联系，告诉我们原子和分子实际上是多么的小。二.原子的大小量级将原子看作是球体,1摩尔原子占体积为如果物质的密度为，A为原子量，则1摩尔原子占有体积例如Li原子A=7，=0.7，rLi=0.16nm；Pb原子A=207，=11.34，rPb=0.19nm；原子的半径都约为10-10m即Å的量级。三.关于电子1．电子的发现1874年Stoney提出电荷的最小单位1881年Stoney命名电量子为电子1899年Thomson测量和1897年J.J.Thomson证实阴极射线由负

3、电微粒组成通过磁场中的偏转测电子的发现1833年1mol一价离子所带电量为常数（法拉第常数）Faraday电解定律：析出物质量正比于电解液电量Millikan油滴实验精确测定1909年J.J.Thomson(1856-1940)inrecognitionofthegreatmeritsofhistheoreticalandexperimentalinvestigationsontheconductionofelectricitybygasesTheNobelPrizeinPhysics1906TheNobelPrizeinPhysics1923f

4、orhisworkontheelementarychargeofelectricityandonthephotoelectriceffectR.Millikan(1868-1953)1897年汤姆逊从如右图放电管中的阴极射线发现了带负电的电子,并测得了e/m比。B_+E2．电子的电量和质量（1）加电场：P1-〉P2阴极射线带负电（2）再加磁场：P2-〉P1（3）去电场：射线成一圆形轨迹可求电子的荷质比e/me=1.602×10－19（c）me=9.109×10－31kg3．电子的大小质子质量：原子物理中重要的两个无量纲常数之一。从电子的静电固有能

5、估计电子的经典半径：1903年英国科学家汤姆逊提出“葡萄干蛋糕”式原子模型或称为“布丁”模型。汤姆逊正在进行实验1.2粒子的散射实验和原子的核模型一.汤姆逊原子模型为研究原子内部的结构和电荷分布，人们很自然的想利用高速粒子去轰击原子，根据入射粒子的散射情况来了解原子内部的情形。二.粒子散射实验1896年，贝克勒尔发现了放射性现象，一种带正电的射线叫射线。卢瑟福对射线作了系统的研究，确认射线实际上是高速运动的He++离子（1908，他还发现了用粒子打在荧光屏上，通过对发光次数的计数来确定粒子的数目。散射：粒子流射入物体，与物体中的粒子相互作用，沿各

6、个方向射出的现象。卢瑟福1871年8月30日生于新西兰的纳尔逊，毕业于新西兰大学和剑桥大学。1898年到加拿大任马克歧尔大学物理学教授，达9年之久，这期间他在放射性方面的研究，贡献极多。1907年，任曼彻斯特大学物理学教授。1908年因对放射化学的研究荣获诺贝尔化学奖。1919年任剑桥大学教授，并任卡文迪许实验室主任。1931年英王授予他勋爵的桂冠。1937年10月19日逝世。1.设计思想粒子散射应当与原子内部正电荷分布情况相关！“在我年轻时，我观察过粒子的散射，并且盖革博士（助手）在我的实验室中仔细地研究了它。他发现在重金属薄片中粒子的散射一般

7、是微小的，约一度左右。有一天盖革走过来对我说，‘你是否认为跟我搞放射性方法的年轻人马斯登应该开始作一点研究？’我说，为什么不让他查看一下是否粒子能有大角度的散射？’。。。”……卢瑟福a(a)侧视图(b)俯视图R:放射源F:散射箔S:闪烁屏B:圆形金属匣A:带刻度圆盘C:光滑套轴T:抽空B的管M:显微镜实验装置和模拟实验2、实验装置及结果结果：。绝大多数散射角小于2度；约1/8000散射角大于90度，有的几乎达180度。大角散射是值得注意的现象。“……然后，我记得是在两三天以后，盖革十分兴奋地跑来告诉我，‘我们已经能够看到某些散射粒子向后方跑出来了

8、……’那直是我一生中从未有过的最难以置信的事件，它几乎就象你用15吋的炮弹射击一张薄纸，结果炮弹返回来击中了你那样也令人难以置信！”……