原子物理電子課件本章知識關鍵點回顧2.盧瑟福核式模型成功和困難告訴我們:一個模型成功在于它能用一個比較直觀圖像,抓住研究問題主要矛盾,所得到結果與試驗相符,模型這種特點也預示它必定有其不足,甚至會帶來新難以處理困難,從而迎來新物理學革命.

1.電子發(fā)覺不但打破了原子不可分經(jīng)典物質觀,為打開微觀世界研究大門作出了重大貢獻,而且對物理學發(fā)展產(chǎn)生主要影響.1第1頁$盧瑟福核式結構意義和困難:意義:提出核式結構;提供以散射作為研究物質結構方法;可作為材料分析伎倆;困難:無法解釋原子穩(wěn)定性、同一性、再生性.#.1897年湯姆孫經(jīng)過陰極射線管確認電子存在,并測得e/m,由此提出“葡萄干面包”模型;$.19密立根經(jīng)過著名“油滴試驗”測得電子電荷,并提出電荷量子化;#19盧瑟福提出“核式結構模型”,并被蓋革和馬斯頓

散射試驗做驗證;2第2頁基本常數(shù)或者數(shù)據(jù):電子電量:電子質量:質子質量:原子單位:原子大小量級：庫侖散射公式:阿伏伽德羅常數(shù)

NA=6.022

1023mol-13第3頁盧瑟福散射公式:微分散射截面表示單位面積內垂直入射一個粒子被一個原子核散射到角方向單位立體角內概率.截面單位:靶(b)和毫靶(mb),也可用平方米或平方厘米.1b=103mb=10-24cm2=10-28m24第4頁原子核大小：入射到靶核上粒子被散射到方向d立體角內概率5第5頁課堂習題一、選擇題:2．假如用相同動量質子和氘核同金箔產(chǎn)生散射,那么用質子作為入射粒子測得金原子半徑上限是用氘核子作為入射粒子測得金原子半徑上限幾倍？[]A.2B.1/2C.1D.4C1.分別用１MeV質子和氘核（所帶電荷與質子相同，但質量是質子兩倍）射向金箔，它們與金箔原子核可能到達最小距離之比為：[]Ａ.1/4;Ｂ.1/2;Ｃ.１;Ｄ.２.B6第6頁3.一強度為I

粒子束垂直射向一金箔，并為該金箔所散射。若

=90°對應瞄準距離為b，則這種能量

粒子與金核可能到達最短距離為：[]A.b;B.2b;C.4b;D.0.5b。B4.在同一

粒子源和散射靶條件下觀察到粒子被散射在90°和60°角方向上單位立體角內粒子數(shù)之比為：[]A．4：1B.1：2C.1：4D1：8C7第7頁5.在進行盧瑟福理論試驗驗證時，發(fā)覺小角度散射與理論不符，這說明：[]A.原子不一定存在核式結構;B.散射物太厚;C.盧瑟福理論是錯誤;D.小角散射時,一次散射理論不適用。6.原子核式結構模型提出是依據(jù)

粒子散射試驗中

[

]A.絕大多數(shù)

粒子散射角靠近180;B.

粒子只偏2~3度.C.以小角散射為主也存在大角散射,

D.以大角散射為主也存在小角散射.DC8第8頁7.

盧瑟福由

粒子散射試驗得出原子核式結構模型時，所依據(jù)理論基礎是：

[

]A.普朗克能量子假設;B.愛因斯坦光量子假設;C.狹義相對論;

D.經(jīng)典理論。8.蓋革和馬斯登使能量為5MeV

粒子束垂直射至厚度為1

m金箔（Z=79），已知金箔數(shù)密度為5.9

1022cm-3,他們測得散射角大于90°概率為：[

]A.10-2;B.10-4;C.10-6;D.10-10。BD9第9頁9.

密立根是經(jīng)過以下方法來測定電子電荷：[]

A.測量電子束在電場和磁場中偏轉;

B.利用威爾遜云室,測定過飽和蒸汽霧滴數(shù)目和總電量;

C.測量極小帶電油滴在重力、空氣浮力和阻力以及已知電場作用下運動時收尾速率;

D.采取電解方法測量電解一定量物質所需要電量C10．盧瑟福

粒子散射試驗說明了：[

]（A）能級存在；（B）原子核存在；（C）核自旋存在；(D)電子存在。B10第10頁二、填空題:1．在

粒子散射試驗中,

粒子大角散射結果說明了_________________________________________________

否定了湯姆孫原子模型，支持盧瑟福建立了原子核式結構模型。2.

氫原子質量約為__________MeV/c23.原子核式結構模型提出是依據(jù)

粒子散射試驗中

粒子____________________。大角散射

4.一原子質量單位定義為

原子質量

。C1/1293811第11頁5.1911年盧瑟福依據(jù)

粒子在原子內__________散射現(xiàn)象，而提出了原子____結構模型。6.在認識原子結構，建立原子核式模型進程中，____________________試驗起了重大作用。

大角度核式a粒子散射12第12頁盧瑟福原子核式結構模型:在原子中心有一個原子核,它集中了原子幾乎全部質量和全部正電荷,電子繞著原子核旋轉.簡答題:1．簡述盧瑟福原子有核模型關鍵點.13第13頁計算題:1.試問4.0MeVa粒子與金核（Z=79）對心碰撞時最小距離是多少？14第14頁2.動能為5.00MeV

粒子被金核以90°散射時，它瞄準距離（碰撞參數(shù)）為多大？若金箔厚1.0m，則入射

粒子以大于90°散射（稱為背散射）粒子數(shù)是全部入射粒子百分之幾？（已知：金原子原子序數(shù)為Z=79,原子量為A=197；密度為.解:(1)直接依據(jù)庫侖散射公式可得15第15頁(2)方法一:若有N個粒子打到金箔上,在d方向上測得粒子數(shù)為dN'=Nntcd已知金摩爾質量為M=197g/mol,金密度為=18.88g/cm3,則原子核數(shù)密度n=NA/Vm=NA/(M/

)=NA/M粒子束以大于90°散射粒子數(shù)為16第16頁大于90°散射粒子數(shù)與全部入射粒子比為17第17頁方法二：依據(jù)碰撞參數(shù)b與散射角關系,可知當>90°時,b(

)<b(90°),即對于每個靶核,散射角大于90°入射粒子位于b(

)<b(90°)圓盤截面內,該截面面積為

c=b2(90°),則粒子束以大于90°散射粒子數(shù)為N'=Nnt

b2大于90°散射粒子數(shù)與全部粒子數(shù)之比為18第18頁3.試問：4.5MeV

粒子與金查對心碰撞時最小距離是多少？若把金核改為7Li核，則結果怎樣？（已知：金原子原子序數(shù)為Z=79）解:(1)直接依據(jù)書中公式(4-2)可得(2)若改為7Li核,靶核質量m'不再遠大于入射粒子質量m,這時動能要用質心系能量Ec.19第19頁4.假定金核半徑為7.0fm試問：（1）入射質子需要多少能量，才能在對頭碰撞時剛好抵達金核表面（已知金原子原子序數(shù)為Z=79）？(2)若金核改為鋁核，使質子在對頭碰撞時剛好抵達鋁核表面，那么，入射質子能量應為多少？設鋁核半徑為4.0fm解：(1)質子與金查對頭碰撞時最小距離為所以入射質子需要能量為注意:對于質子入射,與

粒子相比,原子序數(shù)為120第20頁(2)若改為鋁核,靶核質量不再遠大于入射粒子質量,這時需用質心系能量Ec,質子和鋁查對頭碰撞時最小距離為所以入射質子需要能量為21第21頁5.一束

粒子垂直射至一重金屬箔上，試求粒子被金屬箔散射后，散射角大于60°粒子數(shù)與散射角大于90°粒子數(shù)之比.解:對于每個靶核,散射角大于角入射粒子位于b<b()圓盤截面內,該截面面積為C=b2(),則粒子束大于角散射粒子數(shù)為N=Nntb2().(式中b=a*ctg(/2)/