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湯姆遜“葡萄干布丁”模型,,1903年，湯姆孫提出原子結(jié)構(gòu)模型： 帶正電的部分均勻地分布在整個原子球體中； 帶負(fù)電的電子鑲嵌在帶正電的球體之中。 帶正電的球體與帶負(fù)電的電子二者電量相等，故原子不顯電性。,§6-2 第一個鉆進原子中心的人,1,盧瑟福的核式模型,盧瑟福1871年8月13日出生在新西蘭，1894年大學(xué)畢業(yè)，1895年到英國劍橋大學(xué)學(xué)習(xí)，成為J.J.湯姆孫的研究生。,1899年，盧瑟福用強磁場作用于鐳發(fā)出的射線，他發(fā)現(xiàn)，射線可以被分成三個組成部分。他把偏轉(zhuǎn)幅度小的帶正電的部分叫α射線，把偏轉(zhuǎn)幅度大的帶負(fù)電的部分叫β射線，第三部分在磁場中不偏轉(zhuǎn)，且穿透力很強，他稱之為γ射線。,2,1902年又提出了放射性元素衰變的理論。 盧瑟福對放射性的研究：1908年獲得諾貝爾化學(xué)獎,3,盧瑟福根據(jù)放射性元素蛻變的原理，來估算地球的年齡。,4,樣品年齡的測定 （鉛法）： 鈾和釷放射系衰變時,最后的穩(wěn)定元素都是鉛的同位素 238U →206Pb+8 4He 235U →207Pb+7 4He 232Th→208Pb+6 4He 如果礦物和巖石在形成的時候，不含放射性來源的鉛,則由現(xiàn)在所含的鈾或釷與鉛的比值,就可以測出礦物自形成時到現(xiàn)在的時間。,鉛比氣體氦的移動性差，鈾–鉛時鐘更有用。 1907年，Boltwood 解釋鈾–鉛時鐘。 1927年，Holmes 根據(jù)陸殼巖石中鈾和鉛的豐度估算 地球年齡為30億年。,5,6,7,1936～1937年，尼爾（Alfred Nier）改進測試的方法，用3種方法對許多鈾礦石進行測定，認(rèn)為地球的年齡不小于20億年。 1942年，格爾林提交了論文“根據(jù)放射性資料測定地球年齡”。 1950年，帕特森（Clair Patterson）發(fā)明了一種能對微量鉛進行同位素分析的方法，他認(rèn)為206Pb和207Pb都是鈾變來的，測定海相沉積物并作為地殼平均值，對隕石進行測定，發(fā)現(xiàn)了鉛同位素組成線性關(guān)系。,8,9,隕石的年齡 戰(zhàn)后，人們在U-Pb方法之外，又用Rb-Sr 或K-Ar等測年方法對各種隕石進行測定，全面證實了帕特森的結(jié)論：所有的隕石都是距今45～45.5億年形成的。 隕石的化學(xué)組成 如果除去太陽中含量最多的元素氫和氦(呈氣態(tài),揮發(fā),固體巖石中不易保存)，太陽和隕石的化學(xué)組成是非常近的。 所以，隕石的年齡和地球一樣老，成份和太陽一樣原始，近于構(gòu)成原始星云的物質(zhì)組成。,10,1909年，α粒子散射實驗，找到打開原子迷宮的鑰匙。 1911年，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型。 1919年，第一次實現(xiàn)了元素的人工轉(zhuǎn)變：用α粒子轟擊氮原子，獲得氧的同位素。 1920年，預(yù)言中子；1932年被法國的查德威克證實。 1919年任劍橋大學(xué)教授，并任卡文迪什實驗室（Cavendish Laboratory）主任。盧瑟福曾任英國皇帝家學(xué)會會長。1931年英王授予他勛爵的桂冠。,11,盧瑟福不僅是一位偉大的科學(xué)家，而且是一位受學(xué)者尊敬的導(dǎo)師，在他的學(xué)生中有十幾位獲得了現(xiàn)代科學(xué)界最高榮譽――諾貝爾獎，其中包括玻爾、查德威克等。,12,1933年在劍橋大學(xué)修建蒙德實驗室時，盧瑟福的學(xué)生，俄國的低溫物理之父——卡皮查，專門請來了英國藝術(shù)家基爾，雕刻了三個雕像，一個是出資興建這座實驗室的蒙德，一個是世界著名的物理學(xué)家盧瑟福，還有一只神態(tài)兇猛的鱷魚．,鱷魚——盧瑟福的科學(xué)精神。 對真理孜孜不倦的追求，勇往直前、勢不回頭。,13,1 / 8000被反射，大部分透過,原子內(nèi)大部分是空的,14,It was quite the most incredible event that ever happened to me in my life. It was almost as incredible as if you fired a 15-inch shell at a piece of tissue paper and it came back and hit you.,15,原子由原子核和核外電子構(gòu)成，原子核帶正電荷，占據(jù)整個原子的極小一部分空間，而電子帶負(fù)電，繞著原子核轉(zhuǎn)動，如同行星繞太陽轉(zhuǎn)動一樣。,原子的核式模型：,1911年盧瑟福提出原子的“有核結(jié)構(gòu)模型”（行星模型）。,16,行星模型可以很好的解釋?粒子散射的實驗結(jié)果。 但是，按照經(jīng)典電磁理論，電子將在極短時間內(nèi)塌縮到原子核上。,由于無法解釋原子的穩(wěn)定性，行星模型并沒有受到大家的廣泛關(guān)注。 通過波爾的工作，核式結(jié)構(gòu)才最終為大家接受。,原子核的發(fā)現(xiàn)，開始了人類對原子核研究的歷史； 繼電子之后，對萬物結(jié)構(gòu)的探索邁出了新的一步。,17,關(guān)于中子的研究,1920年以前，人們認(rèn)為原子由質(zhì)子與電子構(gòu)成； 同位素的發(fā)現(xiàn)，意味著原子核內(nèi)不止有質(zhì)子。盧瑟福推測存在和質(zhì)子差不多、但不帶電的物質(zhì)。,1930年，波特等人用?粒子轟擊鈹，發(fā)現(xiàn)一種穿透力 很強的中性射線； I.居里等人則發(fā)現(xiàn)這種射線可以從石蠟中打出質(zhì)子。 查德威克認(rèn)為這就是中子！,18,原子的大小和重量,原子的直徑10-10m。 把1000萬個碳原子一個接一個排成行，其長度只有 1 厘米。 50萬個原子只能排滿頭發(fā)絲的距離。 全世界50億人一起來數(shù)一滴水中包含原子的數(shù)目，假定每人數(shù)一個原子的時間一秒鐘，50億人一起數(shù)完一滴水中全部原子所需的時間為30000年。,19,原子的質(zhì)量只有10-23克。一杯水的重量與其中的一個原子的重量相比，約等于地球的重量與其上的一小塊磚頭的重量之比。,20,