A. 卢瑟福用a粒子试验
因为在α粒子入射方向的反方向也能观察到α粒子撞击ZnS所产生的荧光,但是在反方向观察到的荧光计数却很小,这说明只有很少一部分α粒子被反弹回去了,这就说明原子核带有一个体积尺度很小,但质量却很大的正电中心。
⒈因为α粒子是氦原子核,本身带正电,这点可以现场测定!如果靶原子核中心是负电,那么库仑吸引将使得在反方向不可能出现荧光!
⒉原子核集中了原子大部分的质量。因为只有这样,α粒子才可能因库仑排斥而反弹回去,否则原子核将因为质量小而被撞离原来的位置。就像对心碰撞的钢珠,假如静止的钢珠(相当于α散射中的靶原子核)质量很小,那么,这个钢珠将获得入射钢珠(α粒子)的速度而被撞走;但是反过来,如果入射钢珠质量很小,就相当于撞到一面墙上,那它必将反弹回去。
⒊原子核尺度很小,使得大多数的α粒子都穿过了金泊,如果原子核和原子差不多大,那么在反方向将出现大量的荧光计数(前提:原子核带正电,这在⒈⒉中已证明。)
B. 怎样才能制造a粒子 就是想知道卢瑟福实验中用的 他的机器的原理和机制是怎么回事
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。然而,Geiger 和 Marsden 对α 射线散射的观察显示,某些α 粒子在单次碰撞时,一定会发生大于正常角度的偏转。例如,他们发现,一小部分入射α 粒子,大约 20000 个中有1 个,在穿过厚度约为 0.00004cm的金箔时平均偏转了 90°的角度,如此厚度的金箔阻止α 粒子的能力相当于1.6mm厚度的空气。Geiger 接着指出,一束α 粒子穿过以上厚度金箔最可能偏转的角度是 0.87°。基于概率理论的一个简单计算表明,粒子偏转 90°的机会是微乎其微的。此外,稍后可以看出,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。
J. J. Thomson提出了一种理论来解释带电粒子在通过很薄的物质时产生的散射。他假设原子是由带 N个负电荷的粒子构成,伴随着相同数量的正电荷,均匀地分布在整个球内。负电荷粒子(如β 粒子)在穿过原子时的偏转归结为两个原因——(1)分布在原子内负电荷的斥力, (2)原子内正电荷的吸引力。粒子在经过原子时的偏转假设是很小的,尽管在与一个很大质量m碰撞后的平均角度为 m θ ⋅ , 其中θ是对于单个原子的平均偏转。这表明,原子内部的电子数N可以通过观察带电离子的散射推断出来。这个混合散射理论的精确性在后来 Crowther 的一篇论文中做了实验检验。 Crowther 的实验结果明显地确认了Thomson理论的主要结论,而且 Crowther 基于正电荷的连续性假设推导出,原子中的电子数大约是原子重量的三倍。
J. J. Thomson理论是基于“单次原子碰撞产生的散射是很小的”这个假设。而且对原子特殊结构的假设也不允许α 粒子在穿过单个原子时有很大的偏转,除非假设正电荷球的直径与原子球的直径相比是极小的。
由于α 和β 粒子穿过了原子,通过对偏转本质的密切研究而形成关于原子结构的某些看法,从而产生观察到的效应,这是很有可能的。事实上,高速带电粒子被物质原子散射就是解决这个问题最有希望的方法之一。开发出为单个α 粒子计数的闪烁法就提供了独特的研究优势,而 H.Geiger 正是通过这种方法的研究,已经为我们增加了很多关于α 射线被物质散射的知识。
实验目的与过程
卢瑟福从1909年起做了著名的α粒子散射实验,实验的目的是想证实汤姆孙原子模型的正确性,实验结果却成了否定汤姆孙原子模型的有力证据。在此基础上,卢瑟福提出了原子核式结构模型。
为了要考察原子内部的结构,必须寻找一种能射到原子内部的试探粒子,这种粒子就是从天然放射性物质中放射出的α粒子。卢瑟福和他的助手用α粒子轰击金箔来进行实验,图14-1是这个实验装置的示意图。
在一个铅盒里放有少量的放射性元素钋(Po),它发出的α射线从铅盒的小孔射出,形成一束很细的射线射到金箔上。当α粒子穿过金箔后,射到荧光屏上产生一个个的闪光点,这些闪光点可用显微镜来观察。为了避免α粒子和空气中的原子碰撞而影响实验结果,整个装置放在一个抽成真空的容器内,带有荧光屏的显微镜能够围绕金箔在一个圆周上移动。
实验结果
实验结果表明,绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,但有少数α粒子发生了较大的偏转,并有极少数α粒子的偏转超过90°,有的甚至几乎达到180°而被反弹回来,这就是α粒子的散射现象。
发生极少数α粒子的大角度偏转现象是出乎意料的。根据汤姆孙模型的计算,α粒子穿过金箔后偏离原来方向的角度是很小的,因为电子的质量不到α粒子的1/7400,α粒子碰到它,就像飞行着的子弹碰到一粒尘埃一样,运动方向不会发生明显的改变。正电荷又是均匀分布的,α粒子穿过原子时,它受到原子内部两侧正电荷的斥力大部分相互抵消,α粒子偏转的力就不会很大。然而事实却出现了极少数α粒子大角度偏转的现象。卢瑟福后来回忆说:“这是我一生中从未有的最难以置信的事,它好比你对一张纸发射出一发炮弹,结果被反弹回来而打到自己身上……”卢瑟福对实验的结果进行了分析,认为只有原子的几乎全部质量和正电荷都集中在原子中心的一个很小的区域,才有可能出现α粒子的大角度散射。由此,卢瑟福在1911年提出了原子的核式结构模型,认为在原子的中心有一个很小的核,叫做原子核(nucleus),原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。
按照这一模型,α粒子穿过原子时,电子对α粒子运动的影响很小,影响α粒子运动的主要是带正电的原子核。而绝大多数的α粒子穿过原子时离核较远,受到的库仑斥力很小,运动方向几乎没有改变,如图14-2(b)中的1、3、4、6、7、9,只有极少数α粒子可能与核十分接近,受到较大的库仑斥力,才会发生大角度的偏转,如图14-2(b)中的2,5,8。
根据α粒子散射实验,可以估算出原子核的直径约为10-15米~10-14米,原子直径大约是10-10米,所以原子核的直径大约是原子直径的万分之一,原子核的体积只相当于原子体积的万亿分之一。
C. 著名的a粒子散射实验的现象是什么
高一化学书上有。P6。绝大部分α粒子都直接穿过金箔,但有极少数α粒子穿过金箔时发生了偏转,有个别α粒子竟偏转180°
D. 如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图,图中的显微镜可在圆周轨道上转动,通过显微镜前相连的荧光
A、放在A位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数最多.说明大多数射回线基本不偏折,可知金箔原子内答部很空旷.故A错误;
B、放在B位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数较少.说明较少射线发生偏折,可知原子内部带正电的体积小.故B错误;
C、选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶,观察到的实验结果基本相似.故C正确;
D、主要原因是α粒子撞击到金原子后,因库仑力作用,且质量较大,从而出现的反弹.故D错误.
故选:C.
E. a粒子是什么
a粒子属于一种放射性粒子,一般由单独的中子构成,也有人认为是有两个中子两个质子的氦原子核
F. 关于a粒子实验
1.α粒子动能极大,而且金原子内绝大部分中空.
2.原子的枣糕模型,即原子内的物质分布是均匀的,所以不会导致α粒子的偏转.
3.原子内的物质分布是不均匀的,绝大部分的质量集中在核上.
G. 对α粒子散射实验的装置描述,正确的是 ()A.主要器材是:放射源、金箔、荧光屏、显微镜B.金箔厚
A、α粒子散射实验器材有放射源、金箔、荧光屏、显微镜;故A正确;
B、金箔厚度回太大,α粒子答就不能穿透了,所以不可以太厚,故B错误;
C、如果不用金箔改用铝箔也会发生散射现象,只是铝的延展性不如金好,不可以做到很薄,所以实验结果会受到影响,C错误;
D、试验装置必须在真空进行,否则α粒子会电离空气,造成实验现象不明显,D正确.
故选AD
H. (1)如图所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验的装置示意图,荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、
(1)A、放在A位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数最多,说明大多数射线基本不偏折,可知金箔原子内部很空旷,故A正确;
B、放在B位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数较少,说明较少射线发生偏折,可知原子内部带正电的体积小,故B正确;
C、放在C、D位置时,屏上仍能观察一些闪光,但次数极少.说明极少数射线较大偏折,可知原子内部带正电的体积小且质量大,故C错误;
D、放在D位置时,屏上可以观察到闪光,只不过很少很少.说明很少很少射线发生大角度的偏折,故D正确.
故选:ABD.
(2)用紫外线照射锌板时,发生光电效应,有电子从锌板逸出,锌板失去电子带正电,所以验电器带正电而张开一定角度,锌板、指针均带正电,故ACD错误,B正确.
故选B.
(3)A、光照强度减弱,单位时间内照射到金属表面的光子数目减小,因此单位时间内产生的光电子数目减小,但是仍能发生光电效应,故A错误;
B、光照强度减弱,单位时间内照射到金属表面的光子数目减小,因此单位时间内产生的光电子数目减小,故B正确;
C、发生光电效应时,根据爱因斯坦光电效应方程可知,光电子的最大初动能为:Ek=hv-W,W为逸出功,由此可知光电子的最大初动能随着入射光的频率增大而增大,与光照强度无关,故C错误;
D、根据C选项的论述可知D正确.
故选BD.
I. 图为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验装置的示意图,荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个
A、放在A位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数最多.说明大多数射线基本不偏折,可知金箔原子内部很空旷.故A正确; B、放在B位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数较少.说明较少射线发生偏折.故B正确; C、放在CD位置时,屏上仍能观察一些闪光,但次数极少.故C不正确; D、放在D位置时,屏上可以观察到闪光,只不过很少很少.说明很少很少射线发生大角度的偏折.故D正确. 故选:ABD |