卢瑟福Rutherford原子行星模型.ppt

1.1911年，卢瑟福ErnestRutherford做了好几个有开拓性的实验来探索放射性元素，并且展开检验汤姆生的葡萄布丁模型原子理论是否正确的实验。这个实验是直接把α粒子射向金属薄片。
2.Rutherford认为如果汤姆生模型正確，結實的α粒子应该可以击破穿透金属薄片，就像炮弹穿过网子(α粒子射线有+2电荷，是原子中那些四處散布的正電荷粒子的二倍大)。
备注说明:本文主要摘录(1)台湾交通大学应化系李大伟教授上课资料(2)李钧震先生读书会之要点(3)UniversityChemistry(author:BrianB.Laird)3.他预期绝大多数的α粒子会穿透金属薄片，只有非常少数的α粒子反弹至其他位置。但是实验结果不如预期。虽然大部分α粒子穿透金属薄片，但是有许多粒子以很大的角度偏折斜射出去，有一些粒子甚至反射回来，完全没有碰到金属薄片另一端的测试器,大约20,000个α粒子中,有1个反弹回来。
4.Rutherford从这个实验结果得知，原子结构是葡萄布丁模型的理论并不正确。造成α粒子大角度偏折斜射出去的原因是，所有正电荷粒子都集中在原子的中心，同时这些正电粒子也是原子的质量来源。
5.大部分α粒子穿过金属薄片是因为原子的体积大部分的空间是中空的。那些偏折的α粒子，是因为它们靠近碰到了原子结实的正电中心，少数反射的α粒子是因为它们直直地撞上原子的正电中心。这些结果只能解释成原子有原子核nuclearatom，原子有个集中所有正电荷的核，而电子则是围绕原子核活动；「电子与原子核的距离」，与「原子核的半径」相比是相当大的。
6.电子进行圆周轨道运动,则电子圆周运动所得到向心力等于电子和原子核的吸引力(静电作用力)相等(注1),电子就可稳定进行行星轨道运动

结论:由于正电荷原子核在原子中心,而负电荷电子在旁边,故布丁模型被修正为行星轨道模型,而且电子可以在任何半径的轨道作圆周运动Rutherford原子行星轨道模型矛盾:
1.电子作圆周轨道运动时(加速度运动,向心力=me*v2/r),产生电磁波造成能量不断损耗,致使电子最后坠入原子核。
说明:
(1)在古典电磁学中,电子在作圆周运动时,如同在作上下简谐运动,类似sin的图形时,会在垂直面,产生电磁波出来(如注2电子绕着原子核作加速运动时,有x轴及y轴,在x轴速度由0到1,类似sin图形);在行星轨道模型中,电子进行圆周轨道运动,则电子如何稳定进行行星轨道运动?
=>电子圆周运动所得到向心力等于电子和原子核的吸引力(静电作用力)注2:古典物理学
Maxwelltheory
电磁波=光波注3:氢原子光谱(1885Balmer,当时是一位高中老师)