高中物理 第十八章 原子结构 2 原子的核式结构模型素材 新人教版选修3-5（通用）

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1、2原子的核式结构模型 核式原子结构是1911年由卢瑟福提出的一种原子结构模型。核式原子结构认为：原子的质量几乎全部集中在直径很小的核心区域，叫原子核，电子在原子核外绕核作轨道运动。原子核带正电，电子带负电。 在卢瑟福提出其核式原子结构之前，汤姆逊提出了一个被称为“枣糕式”的电子模型。该模型认为，原子的带正电部分是一个原子那么大的、具有弹性的冻胶状的球，正电荷均匀地分布着，在这球内或球上，有负电子嵌着。这些电子能在它们的平衡位置上作简谐运动。观察到的原子所发出的光谱的各种频率认为就相当于这些振动的频率。卢瑟福建立核式原子模型的过程英国物理学家欧内斯特卢瑟福（Ernest Rutherford，1

2、8711937）1895年来到英国卡文迪许实验室，跟随汤姆逊学习，成为汤姆逊第一位来自海外的研究生。卢瑟福好学勤奋，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射线。在德国的学生汉斯盖革（Hans Geiger，1882-1945)）发明了计算带电微粒数量的“计数管”后，卢瑟福所领导的曼彻斯特实验室对粒子性质的研究得到了迅速的发展。 1910年马斯登（E.Marsden，1889-1970）来到曼彻斯特大学，卢瑟福让他用粒子去轰击金箔，做练习实验，利用荧光屏记录那些穿过金箔的粒子。在实验过程中，卢瑟福和他的学生们发现了大量小角度散射的粒子以及极为少数的大角度散射以及反射回来

3、的微粒。用汤姆逊的实心带电球原子模型和带电粒子的散射理论只能解释粒子的小角散射，但对大角度散射无法解释。 卢瑟福经过仔细的计算和比较，发现只有假设正电荷都集中在一个很小的区域内，粒子穿过单个原子时，才有可能发生大角度的散射。也就是说，原子的正电荷必须集中在原子中心的一个很小的核内。在这个假设的基础上，卢瑟福进一步计算了散射时的一些规律，并且作了一些推论。这些推论很快就被盖革和马斯登的一系列漂亮的实验所证实。卢瑟福提出的原子模型也就是我们所说的核式原子结构模型。该模型像一个太阳系，带正电的原子核像太阳，带负电的电子像绕着太阳转的行星。在这个“太阳系”，支配它们之间的作用力是电磁相互作用力。他解释说，原子中带正电的物质集中在一个很小的核心上，而且原子质量的绝大部分也集中在这个很小的核心上。当粒子正对着原子核心射来时，就有可能被反弹回去。这就圆满地解释了粒子的大角度散射。