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a粒子轟擊氮核實驗裝置

發布時間:2023-06-17 20:14:32

① 1919年科學家盧瑟福用氦原子核轟擊氮原子核,他如何做到的呢

△ 1919年,盧瑟福做了用α粒子轟擊氮核的實驗。他從氮核中打出的一種粒子,並測定了它的電荷與質量,它的電荷量為一個單位,質量也為一個單位,盧瑟福將其命名為質子。
△ 盧瑟福發現了原子核,建立了原子的「核式模型」,或稱「行星模型」。其α粒子散射實驗過程如下:
1911年,英國著名物理學家,被稱為近代原子核物理學之父的盧瑟福(Ernest Rutherford)等人,用一束帶正電的、質量比電子大得多的高速α粒子轟擊金箔。他們預期,α粒子會毫不費力地擊穿那些「西瓜」,順利到達對面的金屬板上。結果卻發現:大多數α粒子能穿過金箔,且不改變原來的前進方向,但也有一小部分改變了原來的方向,甚至有極少數的α粒子被反彈了回來。實驗表明:① 絕大多數粒子不偏移→原子內部絕大部分是「空」的;② 少數粒子發生較大偏轉→原子內部有「核」存在;③ 極少數粒子被彈回→作用力很大;質量很大;電量集中。於是,盧瑟福提出含核原子結構模型。主要觀點是:
(1)每一個原子都有一個體積極小、極密實的核;
(2)原子核佔有全部正電荷和幾乎全部的原子質量;
(3)原子核被一個體積很大幾乎什麼也沒有的空間包圍著;
(4)原子核外的空間里極稀疏地散布著電子,其總電荷數恰好與原子核中的正電荷相等;
(5)電子圍繞帶正電的原子核隨意轉動。
盧瑟福的實驗裝置圖和結果剖析圖如下:

② 下面是歷史上發現原子內部結構的幾個著名實驗的裝置圖,其中發現質子的裝置是() A. B.

通過α粒子轟擊氮核得到質子

圖中+-號代表不可分割的最小正負電磁信息單位-量子比特(qubit)

(名高攔物理學家約翰.惠戚陪胡勒John Wheeler曾有句名言:萬物源圖於比特 It from bit

量子信息研究興盛後,此概念升華為,萬物源於量子亂槐比特)

註:位元即比特

③ (2013普陀區三模)如圖所示為盧瑟福發現質子的實驗裝置.M是顯微鏡,S是熒光屏,窗口F處裝有銀箔,氮氣

盧瑟福通過用α粒子轟擊氮核發現了質子,根據質量數和電荷數守恆可知:

4

④ 1919年,盧瑟福做了用α粒子轟擊氮核的實驗,實驗裝置如圖所示:一個密封的箱子,頂端有兩個帶閥門的通氣

若在鋁箔和熒光屏來之間加上垂直源於紙面向里的勻強磁場,這些亮點紛紛向上偏移,
根據左手定則得該射線帶正電,
當通過通氣孔P將箱內抽成真空時,發現α粒子能夠穿過鋁箔打到熒光屏上,使熒光屏上產生閃爍的亮點;增加鋁箔的厚度,使熒光屏上恰好沒有閃爍的亮點;
即鋁箔達到一定厚度,剛好能阻止α粒子穿過,
盧瑟福第一次用α粒子轟擊氮核完成了原子核的人工轉變並發現了質子,所以通入少量氮氣,α粒子穿透性比較弱,不能穿過較厚鋁箔,熒光屏上的亮點是由質子打出的,所以穿過鋁箔的射線是質子,穿透性更強,而且帶正電.
故選:D.

⑤ 質子的發現

1919年,盧瑟福做了用α粒子轟擊氮原子核的實驗,實驗裝置如圖所示,容器C里放有放射性物質A,從A射出的α粒子射到鋁箔F上,適當選取鋁箔的厚度,使容器C抽成真空後,α粒子恰好被F吸收而不能透過,在F後面放一熒光屏S,用顯微鏡冊來觀察熒光屏上是否出現閃光.通過閥門T往C里通進氮氣後,盧瑟福從熒光屏S上觀察到了閃光,把氮氣換成氧氣或二氧化碳,又觀察不到閃光,這表明閃光一定是α粒子擊中氮核後產生的新粒子透過鋁箔引起的 .
盧瑟福把這種粒子引進電場和磁場中,根據它在電場和磁場中的偏轉,測出了它的質量和電量,確定它就是氫原子核,又叫做質子,通常用符號盧瑟福把這種粒子引進電場和磁場中,根據它在電場和磁場中的偏轉,測出了它的質量和電量,確定它就是氫原子核,又叫做質子,通常用符號表示 .
這個質子是α粒子直接從氮核中打出的,還是α粒子打進復核後形成的復核發生衰變 時放出的呢?為了弄清這個問題,英國物理學家布拉凱特又在充氮的雲室里做了這個實驗.如果質子是α粒子直接從氮核中打出的,那麼在雲室里就會看到四條徑跡:放射α粒子的徑 跡、碰撞後散射的.粒子的徑跡、質子的徑跡及拋出質子後的核的反沖徑跡.如果 粒子打進氮核後形成一個復核,這復核立即發生衰變放出一個質子,那麼在雲室里就能看到三條徑跡:入射α粒子的徑跡、質子的徑跡及反沖核的徑跡.布拉凱特拍攝了兩萬多張雲室照片,終於從四十多萬條「粒子徑跡的照片中,發現有八條產生了分叉.分叉的情況表明,這第二種設想是正確的.從質量數守恆和電荷數守恆可以知道產生的新核是氧17 。
在雲室的照片中,分叉後細而長的是質子的徑跡,短而粗的是反沖氧核的徑跡.
後來,人們用同樣的方法使氟、鈉、鋁等核發生了類似的轉變,並且都產生了質子.由於各種核里都能轟擊出質子,可見質子是原子核的組成部分 .

⑥ 盧瑟福通過什麼實驗發現質子

(1)盧瑟福用α粒子轟擊氮核發現質子,並首次實現原子核的人工轉變 (2)盧瑟福第一次完成了原子核的人工轉變並發現了質子,實驗裝置中銀箔的作用是剛好阻擋α粒子打到熒光屏,但是不能阻擋其它粒子的穿過,這樣可判斷是否有新的粒子產生試驗中根據質量數和電荷數守恆,明確了新產生的粒子就是氫原子核.故ABC錯,D正確. 故選D 故答案為:(1)氮,人工轉變;(2)D

⑦ 求高中物理史實

你好,
一.力學中的物理學史
1、前384年—前322年,古希臘傑出思想家亞里士多德:在對待「力與運動的關系」問題上,錯誤的認為「維持物體運動需要力」。
2、1638年義大利物理學家伽利略:最早研究「勻加速直線運動」;論證「重物體不會比輕物體下落得快」的物理學家;利用著名的「斜面理想實驗」得出「在水平面上運動的物體若沒有摩擦,將保持這個速度一直運動下去即維持物體運動不需要力」的結論;發明了空氣溫度計;理論上驗證了落體運動、拋體運動的規律;還製成了第一架觀察天體的望遠鏡;第一次把「實驗」引入對物理的研究,開闊了人們的眼界,打開了人們的新思路;發現了「擺的等時性」等。
3、1683年,英國科學家牛頓:總結三大運動定律、發現萬有引力定律。另外牛頓還發現了光的色散原理;創立了微積分、發明了二項式定理;研究光的本性並發明了反射式望遠鏡。其最有影響的著作是《自然哲學的數學原理》。
4、1798年英國物理學家卡文迪許:利用扭秤裝置比較准確地測出了萬有引力常量G=6.67×11-11N·m2/kg2(微小形變放大思想)。
5、1905年愛因斯坦:提出狹義相對論,經典力學不適用於微觀粒子和高速運動物體。即「宏觀」、「低速」是牛頓運動定律的適用范圍。
二.熱學中的物理學史
1、1827年英國植物學家布朗:發現懸浮在水中的花粉微粒不停地做無規則運動的現象——布朗運動。
2、1661年英國物理學家玻意耳發現:一定質量的氣體在溫度不變時,它的壓強與體積成反比( ,即為玻意耳定律。
3、1787年法國物理學家查理發現:一定質量的氣體在體積不變時,它的壓強與熱力學溫度成正比( )即為查理定律。
4、1802年法國物理學家蓋·呂薩克發現:一定質量的氣體在壓強不變時,它的體積與熱力學溫度成正比( )即為蓋·呂薩克定律。
三.電、磁學中的物理學史
1、1785年法國物理學家庫侖:藉助卡文迪許扭秤裝置並類比萬有引力定律,通過實驗發現了電荷之間的相互作用規律——庫侖定律。
2、1826年德國物理學家歐姆:通過實驗得出導體中的電流跟它兩端的電壓成正比,跟它的電阻成反比即歐姆定律。
3、1820年,丹麥物理學家奧斯特:電流可以使周圍的磁針發生偏轉,稱為電流的磁效應。
4、1831年英國物理學家法拉第:發現了由磁場產生電流的條件和規律——電磁感應現象。
5、1834年,俄國物理學家楞次:確定感應電流方向的定律——楞次定律。
6、1864年英國物理學家麥克斯韋:預言了電磁波的存在,指出光是一種電磁波,並從理論上得出光速等於電磁波的速度,為光的電磁理論奠定了基礎。
7、1888年德國物理學家赫茲:用萊頓瓶所做的實驗證實了電磁波的存在並測定了電磁波的傳播速度等於光速並率先發現「光電效應現象」。
四.光學、原子物理中的物理學史
1、歷史上關於光的本質有兩種學說:一種是牛頓主張的微粒說——認為光是光源發出的一種物質微粒;一種是荷蘭物理學家惠更斯提出的波動說——認為光是在空間傳播的某種波。
2、1800年,英國物理學家赫謝爾發現紅外線。紅外線具有明顯的熱效應。應用:紅外遙感和紅外高空攝影。
3、1801年,英國物理學家托馬斯·楊:通過「楊氏雙縫干涉實驗」觀察到了光的干涉現象,證實了光的波動性。
4、1801年,德國物理學家裡特發現紫外線。紫外線具有明顯的化學作用、熒光效應。應用:殺菌、消毒、黑光燈滅害蟲。
5、1818年,法國科學家泊松:觀察到光的圓板衍射——泊松亮斑。
圖1光電效應實驗
6、1895年,德國物理學家倫琴:發現比紫外線頻率還要高的電磁波——X射線(倫琴射線)。具有很強的穿透本領,能使熒光物質發出熒光,還能使照相底片感光。高速電子流射到任何固體上都能產生這種射線。

7、1896年,法國物理學家貝克勒爾:發現天然放射現象,說明原子核也有復雜的內部結構即原子核也是可分的。之後居里夫人於1898年7月發現放射性元素釙(Po)同年12月又發現了鐳(Ra)。
8、1900年,德國物理學家普朗克:解釋物體熱輻射規律時提出電磁波的發射和吸收不是連續的,而是一份一份的,把物理學帶進了量子世界。
圖2 α粒子散射實驗裝置
9、1905年愛因斯坦:在德國物理學家赫茲首先發現「光電效應」實驗(如圖1)的基礎上提出了「光子說」,成功地解釋了光電效應規律。

10、1897年,英國物理學家湯姆生:利用陰極射線管發現了電子,說明原子可分、有復雜內部結構,並提出原子的棗糕模型。
圖3 α粒子散射實驗結果演示圖
11、1909年,英國物理學家盧瑟福為了驗證湯姆生提出的原子結構模型做了著名的「α粒子散射實驗」。(如圖2)

實驗結果:(如圖3)①絕大多數α粒子穿過金箔後,跟原來的運動方向偏離不多(平均2°一3°)②少數α粒子產生較大的偏轉③極少數α粒子產生超過90°的大角度偏轉,個別α粒子被彈回。據此盧瑟福提出了原子的核式結構模型,由實驗結果估計原子核直徑數量級為10 -15 m 。
顯微鏡
銀箔

氮氣
氮氣
圖4 粒子轟擊氮核裝置
12、1909年-1911年,英國物理學家盧瑟福:用α粒子轟擊氮核,(如圖4)第一次實現了原子核的人工轉變,並發現了質子。 。

13、1913年,美國物理學家密立根:測出元電荷的電量 ,即著名的「密立根油滴實驗」。
14、1924年,法國物理學家德布羅意:預言了一切微觀粒子包括電子、質子、和中子都具有波粒二象性。
15、1932年查德威克:在α粒子轟擊鈹核時發現中子,由此人們認識到原子核的組成。 。其用中子轟擊石蠟打出了質子(如圖5)。
Po
粒子

石蠟
質子
圖5 粒子轟擊鈹實驗

中子
16、1934年,約里奧·居里夫婦:用 粒子轟擊鋁箔時觀察到正電子。反映方程 。可見,正電子是由磷30衰變發射出來的。像磷30這種具有放射性的同位素稱之為放射性同位素。放射性同位素的應用:機械探傷、消菌殺毒、作為示蹤原子等。

17、1971年國際計量大會規定的7個基本單位:長度:米(m ),質量:千克(Kg),時間:秒(s),電流:安[培](A),熱力學溫度:開[爾文](K),物質的量:摩[爾](mol),發光強度:坎[德拉](cd)。

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