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a粒子轰击氮核实验装置

发布时间:2023-06-17 20:14:32

① 1919年科学家卢瑟福用氦原子核轰击氮原子核,他如何做到的呢

△ 1919年,卢瑟福做了用α粒子轰击氮核的实验。他从氮核中打出的一种粒子,并测定了它的电荷与质量,它的电荷量为一个单位,质量也为一个单位,卢瑟福将其命名为质子。
△ 卢瑟福发现了原子核,建立了原子的“核式模型”,或称“行星模型”。其α粒子散射实验过程如下:
1911年,英国著名物理学家,被称为近代原子核物理学之父的卢瑟福(Ernest Rutherford)等人,用一束带正电的、质量比电子大得多的高速α粒子轰击金箔。他们预期,α粒子会毫不费力地击穿那些“西瓜”,顺利到达对面的金属板上。结果却发现:大多数α粒子能穿过金箔,且不改变原来的前进方向,但也有一小部分改变了原来的方向,甚至有极少数的α粒子被反弹了回来。实验表明:① 绝大多数粒子不偏移→原子内部绝大部分是“空”的;② 少数粒子发生较大偏转→原子内部有“核”存在;③ 极少数粒子被弹回→作用力很大;质量很大;电量集中。于是,卢瑟福提出含核原子结构模型。主要观点是:
(1)每一个原子都有一个体积极小、极密实的核;
(2)原子核占有全部正电荷和几乎全部的原子质量;
(3)原子核被一个体积很大几乎什么也没有的空间包围着;
(4)原子核外的空间里极稀疏地散布着电子,其总电荷数恰好与原子核中的正电荷相等;
(5)电子围绕带正电的原子核随意转动。
卢瑟福的实验装置图和结果剖析图如下:

② 下面是历史上发现原子内部结构的几个著名实验的装置图,其中发现质子的装置是() A. B.

通过α粒子轰击氮核得到质子

图中+-号代表不可分割的最小正负电磁信息单位-量子比特(qubit)

(名高拦物理学家约翰.惠戚陪胡勒John Wheeler曾有句名言:万物源图于比特 It from bit

量子信息研究兴盛后,此概念升华为,万物源于量子乱槐比特)

注:位元即比特

③ (2013普陀区三模)如图所示为卢瑟福发现质子的实验装置.M是显微镜,S是荧光屏,窗口F处装有银箔,氮气

卢瑟福通过用α粒子轰击氮核发现了质子,根据质量数和电荷数守恒可知:

4

④ 1919年,卢瑟福做了用α粒子轰击氮核的实验,实验装置如图所示:一个密封的箱子,顶端有两个带阀门的通气

若在铝箔和荧光屏来之间加上垂直源于纸面向里的匀强磁场,这些亮点纷纷向上偏移,
根据左手定则得该射线带正电,
当通过通气孔P将箱内抽成真空时,发现α粒子能够穿过铝箔打到荧光屏上,使荧光屏上产生闪烁的亮点;增加铝箔的厚度,使荧光屏上恰好没有闪烁的亮点;
即铝箔达到一定厚度,刚好能阻止α粒子穿过,
卢瑟福第一次用α粒子轰击氮核完成了原子核的人工转变并发现了质子,所以通入少量氮气,α粒子穿透性比较弱,不能穿过较厚铝箔,荧光屏上的亮点是由质子打出的,所以穿过铝箔的射线是质子,穿透性更强,而且带正电.
故选:D.

⑤ 质子的发现

1919年,卢瑟福做了用α粒子轰击氮原子核的实验,实验装置如图所示,容器C里放有放射性物质A,从A射出的α粒子射到铝箔F上,适当选取铝箔的厚度,使容器C抽成真空后,α粒子恰好被F吸收而不能透过,在F后面放一荧光屏S,用显微镜册来观察荧光屏上是否出现闪光.通过阀门T往C里通进氮气后,卢瑟福从荧光屏S上观察到了闪光,把氮气换成氧气或二氧化碳,又观察不到闪光,这表明闪光一定是α粒子击中氮核后产生的新粒子透过铝箔引起的 .
卢瑟福把这种粒子引进电场和磁场中,根据它在电场和磁场中的偏转,测出了它的质量和电量,确定它就是氢原子核,又叫做质子,通常用符号卢瑟福把这种粒子引进电场和磁场中,根据它在电场和磁场中的偏转,测出了它的质量和电量,确定它就是氢原子核,又叫做质子,通常用符号表示 .
这个质子是α粒子直接从氮核中打出的,还是α粒子打进复核后形成的复核发生衰变 时放出的呢?为了弄清这个问题,英国物理学家布拉凯特又在充氮的云室里做了这个实验.如果质子是α粒子直接从氮核中打出的,那么在云室里就会看到四条径迹:放射α粒子的径 迹、碰撞后散射的.粒子的径迹、质子的径迹及抛出质子后的核的反冲径迹.如果 粒子打进氮核后形成一个复核,这复核立即发生衰变放出一个质子,那么在云室里就能看到三条径迹:入射α粒子的径迹、质子的径迹及反冲核的径迹.布拉凯特拍摄了两万多张云室照片,终于从四十多万条“粒子径迹的照片中,发现有八条产生了分叉.分叉的情况表明,这第二种设想是正确的.从质量数守恒和电荷数守恒可以知道产生的新核是氧17 。
在云室的照片中,分叉后细而长的是质子的径迹,短而粗的是反冲氧核的径迹.
后来,人们用同样的方法使氟、钠、铝等核发生了类似的转变,并且都产生了质子.由于各种核里都能轰击出质子,可见质子是原子核的组成部分 .

⑥ 卢瑟福通过什么实验发现质子

(1)卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子,并首次实现原子核的人工转变 (2)卢瑟福第一次完成了原子核的人工转变并发现了质子,实验装置中银箔的作用是刚好阻挡α粒子打到荧光屏,但是不能阻挡其它粒子的穿过,这样可判断是否有新的粒子产生试验中根据质量数和电荷数守恒,明确了新产生的粒子就是氢原子核.故ABC错,D正确. 故选D 故答案为:(1)氮,人工转变;(2)D

⑦ 求高中物理史实

你好,
一.力学中的物理学史
1、前384年—前322年,古希腊杰出思想家亚里士多德:在对待“力与运动的关系”问题上,错误的认为“维持物体运动需要力”。
2、1638年意大利物理学家伽利略:最早研究“匀加速直线运动”;论证“重物体不会比轻物体下落得快”的物理学家;利用著名的“斜面理想实验”得出“在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度一直运动下去即维持物体运动不需要力”的结论;发明了空气温度计;理论上验证了落体运动、抛体运动的规律;还制成了第一架观察天体的望远镜;第一次把“实验”引入对物理的研究,开阔了人们的眼界,打开了人们的新思路;发现了“摆的等时性”等。
3、1683年,英国科学家牛顿:总结三大运动定律、发现万有引力定律。另外牛顿还发现了光的色散原理;创立了微积分、发明了二项式定理;研究光的本性并发明了反射式望远镜。其最有影响的著作是《自然哲学的数学原理》。
4、1798年英国物理学家卡文迪许:利用扭秤装置比较准确地测出了万有引力常量G=6.67×11-11N·m2/kg2(微小形变放大思想)。
5、1905年爱因斯坦:提出狭义相对论,经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。即“宏观”、“低速”是牛顿运动定律的适用范围。
二.热学中的物理学史
1、1827年英国植物学家布朗:发现悬浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运动的现象——布朗运动。
2、1661年英国物理学家玻意耳发现:一定质量的气体在温度不变时,它的压强与体积成反比( ,即为玻意耳定律。
3、1787年法国物理学家查理发现:一定质量的气体在体积不变时,它的压强与热力学温度成正比( )即为查理定律。
4、1802年法国物理学家盖·吕萨克发现:一定质量的气体在压强不变时,它的体积与热力学温度成正比( )即为盖·吕萨克定律。
三.电、磁学中的物理学史
1、1785年法国物理学家库仑:借助卡文迪许扭秤装置并类比万有引力定律,通过实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律。
2、1826年德国物理学家欧姆:通过实验得出导体中的电流跟它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比即欧姆定律。
3、1820年,丹麦物理学家奥斯特:电流可以使周围的磁针发生偏转,称为电流的磁效应。
4、1831年英国物理学家法拉第:发现了由磁场产生电流的条件和规律——电磁感应现象。
5、1834年,俄国物理学家楞次:确定感应电流方向的定律——楞次定律。
6、1864年英国物理学家麦克斯韦:预言了电磁波的存在,指出光是一种电磁波,并从理论上得出光速等于电磁波的速度,为光的电磁理论奠定了基础。
7、1888年德国物理学家赫兹:用莱顿瓶所做的实验证实了电磁波的存在并测定了电磁波的传播速度等于光速并率先发现“光电效应现象”。
四.光学、原子物理中的物理学史
1、历史上关于光的本质有两种学说:一种是牛顿主张的微粒说——认为光是光源发出的一种物质微粒;一种是荷兰物理学家惠更斯提出的波动说——认为光是在空间传播的某种波。
2、1800年,英国物理学家赫谢尔发现红外线。红外线具有明显的热效应。应用:红外遥感和红外高空摄影。
3、1801年,英国物理学家托马斯·杨:通过“杨氏双缝干涉实验”观察到了光的干涉现象,证实了光的波动性。
4、1801年,德国物理学家里特发现紫外线。紫外线具有明显的化学作用、荧光效应。应用:杀菌、消毒、黑光灯灭害虫。
5、1818年,法国科学家泊松:观察到光的圆板衍射——泊松亮斑。
图1光电效应实验
6、1895年,德国物理学家伦琴:发现比紫外线频率还要高的电磁波——X射线(伦琴射线)。具有很强的穿透本领,能使荧光物质发出荧光,还能使照相底片感光。高速电子流射到任何固体上都能产生这种射线。

7、1896年,法国物理学家贝克勒尔:发现天然放射现象,说明原子核也有复杂的内部结构即原子核也是可分的。之后居里夫人于1898年7月发现放射性元素钋(Po)同年12月又发现了镭(Ra)。
8、1900年,德国物理学家普朗克:解释物体热辐射规律时提出电磁波的发射和吸收不是连续的,而是一份一份的,把物理学带进了量子世界。
图2 α粒子散射实验装置
9、1905年爱因斯坦:在德国物理学家赫兹首先发现“光电效应”实验(如图1)的基础上提出了“光子说”,成功地解释了光电效应规律。

10、1897年,英国物理学家汤姆生:利用阴极射线管发现了电子,说明原子可分、有复杂内部结构,并提出原子的枣糕模型。
图3 α粒子散射实验结果演示图
11、1909年,英国物理学家卢瑟福为了验证汤姆生提出的原子结构模型做了著名的“α粒子散射实验”。(如图2)

实验结果:(如图3)①绝大多数α粒子穿过金箔后,跟原来的运动方向偏离不多(平均2°一3°)②少数α粒子产生较大的偏转③极少数α粒子产生超过90°的大角度偏转,个别α粒子被弹回。据此卢瑟福提出了原子的核式结构模型,由实验结果估计原子核直径数量级为10 -15 m 。
显微镜
银箔

氮气
氮气
图4 粒子轰击氮核装置
12、1909年-1911年,英国物理学家卢瑟福:用α粒子轰击氮核,(如图4)第一次实现了原子核的人工转变,并发现了质子。 。

13、1913年,美国物理学家密立根:测出元电荷的电量 ,即著名的“密立根油滴实验”。
14、1924年,法国物理学家德布罗意:预言了一切微观粒子包括电子、质子、和中子都具有波粒二象性。
15、1932年查德威克:在α粒子轰击铍核时发现中子,由此人们认识到原子核的组成。 。其用中子轰击石蜡打出了质子(如图5)。
Po
粒子

石蜡
质子
图5 粒子轰击铍实验

中子
16、1934年,约里奥·居里夫妇:用 粒子轰击铝箔时观察到正电子。反映方程 。可见,正电子是由磷30衰变发射出来的。像磷30这种具有放射性的同位素称之为放射性同位素。放射性同位素的应用:机械探伤、消菌杀毒、作为示踪原子等。

17、1971年国际计量大会规定的7个基本单位:长度:米(m ),质量:千克(Kg),时间:秒(s),电流:安[培](A),热力学温度:开[尔文](K),物质的量:摩[尔](mol),发光强度:坎[德拉](cd)。

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