军校考试大纲《物理》考点—α粒子散射实验.pdf

军 校 考 试 大 纲 《 物 理 》 考 点 — α 粒 子 散 射 实 验关 键 词 ： 军 校 考 试 张 为 臻 军 考 培 训 军 考 大 纲 军 考 物 理 考 点 士 兵 军 考1、 α 粒 子 散 射 实 验实 验 用 准 直 的 α 射 线 轰 击 厚 度 为 微 米 的 金 箔 ， 发 现 绝 大 多 数的 α 粒 子 都 照 直 穿 过 薄 金 箔 ， 偏 转 很 小 ， 但 有 少 数 α 粒 子 发 生 角度 比 汤 姆 生 模 型 所 预 言 的 大 得 多 的 偏 转 ， 大 约 有 1/8000 的 α 粒子 偏 转 角 大 于 90° ， 甚 至 观 察 到 偏 转 角 等 于 150° 的 散 射 ， 称大 角 散 射 ， 更 无 法 用 汤 姆 森 模 型 说 明 1911年 卢 瑟 福 提 出 原 子的 有 核 模 型 (又 称 原 子 的 核 式 结 构 模 型 )， 与 正 电 荷 联 系 的 质 量 集中 在 中 心 形 成 原 子 核 ， 电 子 绕 着 核 在 核 外 运 动 ， 由 此 导 出 α 粒 子散 射 公 式 ， 说 明 了 α 粒 子 的 大 角 散 射 。

卢 瑟 福 的 散 射 公 式 后 来 被盖 革 和 马 斯 登 改 进 了 的 实 验 系 统 地 验 证 根 据 大 角 散 射 的 数 据 可得 出 原 子 核 的 半 径 上 限 为 10-14 米 ， 此 实 验 开 创 了 原 子 结 构 研 究的 先 河 这 个 实 验 推 翻 了 J.J.汤 姆 森 在 1903年 提 出 的 原 子 的 葡萄 干 圆 面 包 模 型 ， 认 为 原 子 的 正 电 荷 和 质 量 联 系 在 一 起 均 匀 连 续分 布 于 原 子 范 围 ， 电 子 镶 嵌 在 其 中 ， 可 以 在 其 平 衡 位 置 作 微 小 振动 ， 为 建 立 现 代 原 子 核 理 论 打 下 了 基 础 2、 α 粒 子 散 射 实 验 理 论直 线 运 动 的 α 和 β 粒 子 在 碰 到 物 质 原 子 时 ， 运 动 方 向 会 发 生偏 转 β 粒 子 的 散 射 数 目 要 比 α 粒 子 更 多 ， 因 为 β 粒 子 的 动 量 和能 量 要 小 得 多 似 乎 已 没 有 疑 问 ， 如 此 迅 速 移 动 的 粒 子 以 其 原 来的 路 径 穿 过 了 原 子 ， 而 观 察 到 的 偏 转 是 由 于 遍 布 于 原 子 系 统 内 强电 场 作 用 的 结 果 。

一 般 假 设 ， 一 束 α 或 β 粒 子 射 线 在 通 过 薄 片物 质 时 的 散 射 ， 是 物 质 原 子 来 回 多 次 小 散 射 的 结 果 此 外 ， 如 果 这 种 大 角 度 偏 转 是 由 许 多 小 的 偏 转 组 成 ， 那 么 ，这 种 大 角 度 偏 转 的 α 粒 子 对 各 种 角 度 的 分 布 并 不 遵 守 预 期 的 概率 定 律 大 角 度 偏 转 是 由 于 单 次 原 子 碰 撞 的 设 想 似 乎 是 有 道 理的 ， 因 为 第 二 次 同 样 碰 撞 而 产 生 大 角 度 偏 转 的 概 率 在 大 多 数 情 况下 是 很 小 的 一 个 简 单 的 计 算 显 示 ， 原 子 必 须 具 有 强 电 场 的 核 心 ，才 能 在 单 次 碰 撞 中 产 生 如 此 大 的 偏 转 3、 α 粒 子 散 射 实 验 最 终 结 论(1)结 果 ： 大 多 数 散 射 角 很 小 ， 约 1/8000 散 射 大 于 90° ; 极个 别 的 散 射 角 等 于 180° 2)结 论 ： 正 电 荷 集 中 在 原 子 中 心 。

3)大 多 数 α 粒 子 穿 透 金 箔 ： 原 子 内 有 较 大 空 间 ， 而 且 电 子质 量 很 小 4)一 小 部 分 α 粒 子 改 变 路 径 ： 原 子 内 部 有 一 微 粒 ， 而 且 该微 粒 的 体 积 很 小 ， 带 正 电 5)极 少 数 的 α 粒 子 反 弹 ： 原 子 中 的 微 粒 体 积 较 小 ， 但 质 量相 对 较 大 来 源 ： 张 为 臻 博 客 )。