盧瑟福散射公式的推導(dǎo)及α粒子散射實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用意義 摘要 1909年，盧瑟福及其助手(H.)和中學(xué)生(E.)在粒子和薄箔散射實(shí)驗(yàn)中觀察到大部分α粒子幾乎直接穿過鉑箔，但恰好有約1/8000的α粒子的散射角小于90°。 這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果很難用當(dāng)時(shí)美國(guó)公認(rèn)的湯姆遜原子模型來解釋。 在湯姆森模型中，正電荷分布在整個(gè)原子中。 根據(jù)庫(kù)侖力分析，α粒子距離球心越近，受到的庫(kù)侖力越小。 在原子之外，原子呈中性，粒子與原子之間幾乎沒有空間。 相互排斥。 球面上庫(kù)侖力最大，不能發(fā)生大角度散射。 經(jīng)過三年的分析，盧瑟福等人于1911年提出了原子核模型。原子中的正電荷集中在原子中心的一小塊區(qū)域，但原子的整個(gè)質(zhì)量也集中在這個(gè)區(qū)域。區(qū)域。 原子核的直徑約為10，約為原子直徑的百萬(wàn)分之一。 α粒子散射實(shí)驗(yàn)是數(shù)學(xué)史上具有里程碑意義的重要實(shí)驗(yàn)之一，被評(píng)為“最美”十大化學(xué)實(shí)驗(yàn)第三名。 散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象建立了原子的核結(jié)構(gòu)天體物理學(xué)公式推導(dǎo)，為現(xiàn)代數(shù)學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 自20世紀(jì)60年代中后期以來，盧瑟福背向散射首次被用于分析地球表面的元素組成，并已成為分析雜質(zhì)組成、含量、深度分布和膜長(zhǎng)的常規(guī)方法。 本文首先介紹了原子的尺寸和質(zhì)量，然后介紹了原子核模型的歷史過程和α粒子散射實(shí)驗(yàn)的過程。 理論熱的手段和基礎(chǔ)知識(shí)是詳細(xì)推論，包括路德散射公式和盧瑟福散射公式，強(qiáng)調(diào)行星模型的意義和難度，并討論α粒子散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)際應(yīng)用和粒子的作用最后詳細(xì)介紹了相關(guān)物理手段和理論熱量的相關(guān)知識(shí)。
關(guān)鍵詞：粒子散射實(shí)驗(yàn)； 庫(kù)侖散射公式； 盧瑟福散射公式； 行星模型； 原子穩(wěn)定性,,/8000α.-,,,,on.phere,.,-,,.0,-s.-,"".cture,.,,stool.-ocess,-,rmula,-,.: ;mula;;;目錄 概述 第一章背景知識(shí) 1.1 電子的發(fā)現(xiàn) 1.2 電子的電荷和質(zhì)量 1.4 原子的大小 第二章 核結(jié)構(gòu)理論提出的歷史過程 2.1 電子發(fā)現(xiàn)后湯姆遜提出原子結(jié)構(gòu)概念2.2 開爾文原子模型 2.3 湯姆遜獼猴桃布丁干原子模型 2.4 萊納德原子模型 2.5 長(zhǎng)崗木星原子模型 尼科爾森初始物質(zhì)原子結(jié)構(gòu) 粒子散射實(shí)驗(yàn)及對(duì)大角散射現(xiàn)象的思考 103.1 粒子散射實(shí)驗(yàn) 103.2 對(duì)大角散射現(xiàn)象和大角散射現(xiàn)象的思考核模型的起源 11 第四章庫(kù)侖散射公式與盧瑟福散射公式 推論 144.1 庫(kù)侖散射公式 144.2 盧瑟福散射公式 16 第五章 盧瑟福理論的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 185.1 盧瑟福散射公式的展開 185.2 盧瑟福理論的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 195.3 關(guān)于小角度的盧瑟福公式和180處21第六章粒子散射實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用意義226.1α粒子散射實(shí)驗(yàn)的回顧和一些解釋226.2粒子散射實(shí)驗(yàn)大概就是原子核的大小226.3粒子散射實(shí)驗(yàn)的新應(yīng)用？ 財(cái)富24第七章行星模型的意義和難點(diǎn)267.1行星模型的意義267.2行星模型的難點(diǎn)26參考文獻(xiàn)28補(bǔ)充表29補(bǔ)充表A29補(bǔ)充表B30補(bǔ)充表C33普通原子化學(xué)是研究原子結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一個(gè)分支化學(xué)與相互作用，主要研究：原子的電子結(jié)構(gòu)、原子光譜、碰撞過程以及原子之間或與其他物質(zhì)的相互作用。
Atom是從宏觀到微觀的第一層次，是重要的中間環(huán)節(jié)。 物質(zhì)世界這些層次的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)變化是相互聯(lián)系、相互影響的，它們的研究是不可或缺的。 其他許多重要基礎(chǔ)學(xué)科和技術(shù)科學(xué)的發(fā)展也必須以原子化學(xué)為基礎(chǔ)，如物理學(xué)、生物學(xué)等。 科學(xué)、空間化學(xué)、天體化學(xué)、物理熱力學(xué)等。激光技術(shù)、核聚變和空間技術(shù)的研究也提供了原子化學(xué)的一些重要數(shù)據(jù)。 “原子”一詞來自意大利語(yǔ)，意思是“不可分割的”。 公元前世紀(jì)古埃及數(shù)學(xué)家德謨克利特提出了這一概念，并將其視為物質(zhì)的最小單位。 在接下來的2000年里，原子仍然被視為物質(zhì)的最小單位。 經(jīng)過相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間的探索，直到20世紀(jì)初，人們才對(duì)原子本身的結(jié)構(gòu)和內(nèi)部運(yùn)動(dòng)有了比較清晰的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而逐步完善了現(xiàn)代原子化學(xué)。 十九世紀(jì)末，化學(xué)界曝光了轟動(dòng)科學(xué)界的“三大發(fā)現(xiàn)”：1895年，國(guó)家化學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線；1895年，國(guó)家化學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線； 荷蘭化學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射性； 1897年，國(guó)家化學(xué)家湯姆森發(fā)現(xiàn)了電子學(xué)。 三大發(fā)現(xiàn)中天體物理學(xué)公式推導(dǎo)，電子的發(fā)現(xiàn)是最重要的，因?yàn)楸仍痈〉臇|西的存在意味著原子的分裂和合成。 人類第一次真正看到了比原子還小的東西??，第一次打開了大門。 原子世界的大門，原子不可分割的理論第一次被打破，因?yàn)殡娮邮请娭行缘模性又卸即嬖趲ж?fù)電的電子，所以原子中必然存在帶正電的物質(zhì)，為此當(dāng)時(shí)，出現(xiàn)了許多不同的假設(shè)：湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子后的原子結(jié)構(gòu)概念、開爾文原子模型、湯姆森的獼猴桃布丁干原子模型、倫納德的原子模型、昌剛的木星原子模型、尼科爾森的起始物質(zhì)原子結(jié)構(gòu)。
上述原子模型可以在一定程度上解釋當(dāng)時(shí)的一些實(shí)驗(yàn)事實(shí)，但無法解釋后來出現(xiàn)的許多新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 由于湯姆遜模型可以解釋當(dāng)時(shí)的許多實(shí)驗(yàn)事實(shí)，因此很容易被許多數(shù)學(xué)家接受，并成為當(dāng)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)模型。 由于盧瑟福及其助手在1911年進(jìn)行的α粒子散射實(shí)驗(yàn)顯示出不可忽略的大角度散射現(xiàn)象，盧瑟福根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出：原子中心是一個(gè)重的帶正電的原子核，這與與整個(gè)原子的大小相比，原子核很小。 電子圍繞原子核旋轉(zhuǎn)，類似于行星圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)。 這些模型稱為原子核模型，也稱為行星模型。從該模型得出的推論與實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常吻合