原子物理第一章知识点总结.doc

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1、原子物理第一章知识点总结　　第一章原子的基本状况教学内容§1.1原子的质量和大小§1.2原子的核式结构§1.3同位素教学要求　　（1）掌握原子的静态性质；理解阿伏加德罗常数的物理意义。　　（2）掌握电子的发现、α粒子散射实验等实验事实。　　（3）掌握库仑散射公式和卢瑟福散射公式的推导。　　（4）掌握卢瑟福公式的实验验证、原子核大小的估计和原子的核式结构。　　重点?α粒子散射实验?卢瑟福散射公式?库仑散射公式?原子的核式模型。　　难点?库仑散射公式?卢瑟福散射公式推导§1.1原子的质量和大小　　一、原子的质量　　二、原子的大小　　三、原子的组成　　一、原子

2、的质量质量最轻的氢原子1.673×10-27kg原子质量的数量级10-27kg~~10-25kg?1.原子质量单位和原子量?原子质量单位u规定自然界中含量最丰富的一种元素12C的质量的1/121u=1.994×10-26kg/12=1.661×10-27kg?原子量A:将其他原子的质量同原子质量单位相比较，所得的数值即为原子量A。　　?MA=A·u?A是原子质量的相对值?MA是原子质量的绝对值?知知道了原子量，就可以求出原子质量的绝对值。　　2．阿伏伽德罗定律?1811年，意大利物理学家阿伏伽德罗提出?一摩尔任何原子的数目都是NANA=6.02214??

3、1023/mol，称为阿伏伽德罗常数?如果以A代表原子量，NA代表阿伏伽德罗常数，MA代表一个原子的质量绝对值，那么?式中原子量A代表一摩尔原子的以克为单位的质量数，只要NA知道，MA就可以算出。　　测量阿伏伽德罗常数的几种方法1．电解法在电解实验中发现分解出的正离子的量与流过电解流的电荷成正比，NA==式中F是法拉第常数。　　2．分子运动论法NA=，PV=RT，式中的K可根据分布规律确定。　　另外，还有其它方法，如晶体的X射线衍射方法，放射衰变法AANAM?一个离子所带的电量原子的物质需要的电量分解出mol1eFkR等。　　量一摩尔元素的质量为该元素的

4、原子量A(g)NA是物理学中一个很重要的常数，它是联系微观物理学和宏观物理学的纽带，例如　　二、原子的大小1.从晶体的密度推测原子的大小?设原子半径为r，在晶体中按一定的规律排列，晶体的密度为ρ，原子量为A，则1mol原子的体积为?2．从气体分子运动论可以估计原子的大小?气体的平均自由程?3．从范德瓦尔斯方程测定原子的大小?其中b=4V`，V`是分子体积，定出b，算出r。　　?经各种方法计算，r在10-10m范围内　　三、原子的组成1.电子的发现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。　　1910年密立根用油滴做实

5、验发现了电子的电量值为e=1.602×10－19（c）从而电子质量是mmee=9.109×10－31kg=0.511MeV/c2=5.487×10－44uu2.原子的组成到此我们已经看到，原子中存在电子，它的质量仅是整个原子质量的很小一部分。　　电子带负电，而原子是中性的，这就意味着，原子中还有带正电的部分，它担负了原子质量的大部分。　　通过测定原子中电子的多少，就可以确定出原子带正电荷的多少。　　（我们现在知道，对于原子序数为Z的原子其带电子的个数为Z，带正电为Ze。　　）那么，原子中带正电的部分，以及带负电的电子，在大约为埃的范围内是怎样分布的，怎样

6、运动的呢？这一问题的研究曾是一个热点，出现了许多见解。　　其中最为重要的有汤姆逊原子模型“西瓜模型”，这种模型认为正电荷均匀地分布在原子内部，负电荷镶在其中。　　1909年，卢瑟福的学生盖革(G.Geiger)和马斯顿E.(Marsden)作了α粒子散射实验，卢瑟福根据这个实验，建立了原子的核式结构模型。　　)()(gMNgAAA??AANgAgM/)()(?AANMA?)(11gNuA?AeNF?AkNR?ANrV334?????ANrVA334??31)4/3(ANAr???224/1rN???RTbVVaP???))((2B_+E课外思考1.电子的

7、发现过程及其启示。　　2.元素的研究历史及现状调查。　　?问题在10-10m的范围内，带负电、质量很小的电子与带正电、质量很大的部分如何分布、如何运动？§§1.2原子核式结构模型　　一、汤姆逊原子模型　　二、粒子散射实验　　三、原子核式结构模型—卢瑟福模型　　四、粒子散射理论　　五、卢瑟福散射公式的实验验证　　六、原子核大小的推断　　七、粒子散射实验的意义及卢瑟福模型的困难　　一、汤姆逊原子模型历史背景?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“西瓜”模型。　　??正电荷和质量均匀分布在原子大小的弹性实心球内??电子就像西瓜里的瓜子那

8、样嵌在实心球内原子发光是电子在其平衡位置做简谐振动的结果，原子所发出的光的频率就