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1、a粒子散射實驗揭示原子有核模型的實驗。為E.盧瑟福等人所做，又稱盧瑟福a粒子散射實驗。J.J.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子揭示了原子具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)后，1903年提出原子的葡萄干圓面包模型，認為原子的正電荷和質(zhì)量聯(lián)系在一起均勻連續(xù)分布于原子范圍，電子鑲嵌在其中，可以在其平衡位置作微小振動。1909年盧瑟福的助手H.蓋革和E.馬斯登在盧瑟福建議下做了a粒子散射實驗，用準直的a射線轟擊厚度為微米的金箔，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的a粒子都照直穿過薄金箔，偏轉(zhuǎn)很小，但有少數(shù)a粒子發(fā)生角度比湯姆孫模型所預言的大得多的偏轉(zhuǎn)，大約有1／8000的a粒子偏轉(zhuǎn)角大于90°，甚至觀察到偏轉(zhuǎn)角等于1
2、50°的散射，稱大角散射，更無法用湯姆孫模型說明。1911年盧瑟福提出原子的有核模型，與正電荷聯(lián)系的質(zhì)量集中在中心形成原子核，電子繞著核在核外運動，由此導出a粒子散射公式，說明了a粒子的大角散射。盧瑟福的散射公式后來被蓋革和馬斯登改進了的實驗系統(tǒng)地驗證。根據(jù)大角散射的數(shù)據(jù)可得出原子核的半徑上限為10-14米。此實驗開創(chuàng)了原子結(jié)構(gòu)研究的先河。原子結(jié)構(gòu)模型的演變原子結(jié)構(gòu)模型是科學家根據(jù)自己的認識，對原子結(jié)構(gòu)的形象描摹。一種模型代表了人類對原子結(jié)構(gòu)認識的一個階段。人類認識原子的歷史是漫長的，也是無止境的。下面介紹的幾種原子結(jié)構(gòu)模型簡明形象地表示出了人類對
3、原子結(jié)構(gòu)認識逐步深化的演變過程。道爾頓原子模型（1803年）：原子是組成物質(zhì)的基本的粒子，它們是堅實的、不可再分的實心球。湯姆生原子模型（1904年）：原子是一個平均分布著正電荷的粒子，其中鑲嵌著許多電子，中和了正電荷，從而形成了中性原子。盧瑟福原子模型（1911年）：在原子的中心有一個帶正電荷的核，它的質(zhì)量幾乎等于原子的全部質(zhì)量，電子在它的周圍沿著不同的軌道運轉(zhuǎn)，就像行星環(huán)繞太陽運轉(zhuǎn)一樣。玻爾原子模型（1913年）：電子在原子核外空間的一定軌道上繞核做高速的圓周運動。電子云模型（1927年——1935年）：現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)學說?，F(xiàn)在，科學家已能利用電
4、子顯微鏡和掃描隧道顯微鏡拍攝表示原子圖像的照片。隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，人類對原子的認識過程還會不斷深化。從英國化學家和物理學家道爾頓（J.JohnDalton，1766～1844）（右圖）創(chuàng)立原子學說以后，很長時間內(nèi)人們都認為原子就像一個小得不能再小的玻璃實心球，里面再也沒有什么花樣了。從1869年德國科學家希托夫發(fā)現(xiàn)陰極射線以后，克魯克斯、赫茲、勒納、湯姆遜等一大批人科學家研究了陰極射線，歷時二十余年。最終，湯姆遜（JosephJohnThomson）發(fā)現(xiàn)了電子的存在(請瀏覽科技園地“神秘的綠色熒光”)。通常情況下，原子是不帶電的，既然從原子中
5、能跑出比它質(zhì)量小1700倍的帶負電電子來，這說明原子內(nèi)部還有結(jié)構(gòu)，也說明原子里還存在帶正電的東西，它們應和電子所帶的負電中和，使原子呈中性。原子中除電子外還有什么東西?電子是怎么待在原子里的?原子中什么東西帶正電荷?正電荷是如何分布的?帶負電的電子和帶正電的東西是怎樣相互作用的?一大堆新問題擺在物理學家面前。根據(jù)科學實踐和當時的實驗觀測結(jié)果，物理學家發(fā)揮了他們豐富的想象力，提出了各種不同的原子模型。行星結(jié)構(gòu)原子模型1901年法國物理學家佩蘭（JeanBaptistePerrin，1870-1942）（左圖）提出的結(jié)構(gòu)模型，認為原子的中心是一些帶正電
6、的粒子，外圍是一些繞轉(zhuǎn)著的電子，電子繞轉(zhuǎn)的周期對應于原子發(fā)射的光譜線頻率，最外層的電子拋出就發(fā)射陰極射線。中性原子模型1902年德國物理學家勒納德（PhilippEdwardAntonLenard，1862—1947）（右圖）提出了中性微粒動力子模型。勒納德早期的觀察表明，陰極射線能通過真空管內(nèi)鋁窗而至管外。根據(jù)這種觀察，他在1903年以吸收的實驗證明高速的陰極射線能通過數(shù)千個原子。按照當時盛行的半唯物主義者的看法，原子的大部分體積是空無所有的空間，而剛性物質(zhì)大約僅為其全部的10－9（即十萬萬分之一）。勒納德設想“剛性物質(zhì)”是散處于原子內(nèi)部空間里的
7、若干陽電和陰電的合成體。實心帶電球原子模型英國著名物理學家、發(fā)明家開爾文(LordKelvin，1824～1907)（左圖）原名W.湯姆孫（WilliamThomson），由于裝設第一條大西洋海底電纜有功，英政府于1866年封他為爵士，并于1892年晉升為開爾文勛爵，開始用開爾文這個名字。開爾文研究范圍廣泛，在熱學、電磁學、流體力學、光學、地球物理、數(shù)學、工程應用等方面都做出了貢獻。他一生發(fā)表論文多達600余篇，取得70種發(fā)明專利，他在當時科學界享有極高的名望。開爾文1902年提出了實心帶電球原子模型，就是把原子看成是均勻帶正電的球體，里面埋藏著帶
8、負電的電子，正常狀態(tài)下處于靜電平衡。這個模型后由J.J.湯姆孫加以發(fā)展，后來通稱湯姆孫原子模型。葡萄干蛋糕模型湯姆遜（Jo
