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盧瑟福原子模型又稱“有核原子模型”、“原子太陽(yáng)系模型”、“原子行星模型引”。關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的一種模型。1911年由盧瑟福提出。覺(jué)得原子的質(zhì)量幾乎全部集中在半徑很小的核心區(qū)域，叫原子核，電子在原子核外繞核作軌道運(yùn)動(dòng)。原子核帶正電，電子帶負(fù)電。
英文名
盧瑟福原子模型
外文名
model
別稱
原子太陽(yáng)系模型、原子行星模型
類型
關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的一種模型
提出者
盧瑟福
提出時(shí)間
1911年
目錄
1????2????
盧瑟福原子模型模型構(gòu)建過(guò)程播報(bào)
盧瑟福原子模型理論發(fā)覺(jué)
日本化學(xué)學(xué)家歐內(nèi)斯特·盧瑟福（，1871～1937）1895年來(lái)到美國(guó)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室，追隨湯姆遜學(xué)習(xí)，成為湯姆遜第一位來(lái)自海外的研究生。盧瑟福好學(xué)刻苦，在湯姆遜的指導(dǎo)下，盧瑟福在做他的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)——放射性吸收實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)覺(jué)了α射線。
盧瑟福設(shè)計(jì)的巧妙的實(shí)驗(yàn)，他把鈾、鐳等放射性元素放到一個(gè)鉛制的容器里，在鉛容器上只留一個(gè)小孔。因?yàn)殂U能罩住放射線，所以只有一小部份射線從小孔中射下來(lái)，成一束很窄的放射線。盧瑟福在放射線束附近放了一塊很強(qiáng)的吸鐵石，結(jié)果發(fā)覺(jué)有一種射線不受吸鐵石的影響，保持直線行進(jìn)。第二種射線受吸鐵石的影響，偏向一邊，但偏轉(zhuǎn)得不厲害。第三種射線偏轉(zhuǎn)得很厲害。
盧瑟福原子模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
盧瑟福在放射線的前進(jìn)方向放不同長(zhǎng)度的材料，觀察射線被吸收的情況。第一種射線不受磁場(chǎng)的影響，說(shuō)明它是不帶電的，并且有很強(qiáng)的穿透力，通常的材料如紙、木片之類的東西都擋不住射線的前進(jìn)，只有比較厚的鉛板才可以把它完全封住，稱為γ射線。第二種射線會(huì)遭到磁場(chǎng)的影響而偏向一邊，從磁場(chǎng)的方向可判定出這些射線是帶正電的，這些射線的穿透力很弱，只要用一張紙就可以完全堵住它。這就是盧瑟福發(fā)覺(jué)的α射線。第三種射線由偏轉(zhuǎn)方向推斷是帶負(fù)電的，性質(zhì)同快速運(yùn)動(dòng)的電子一樣，稱為β射線。盧瑟福對(duì)他自己發(fā)覺(jué)的α射線非常感興趣。他經(jīng)過(guò)深入細(xì)致的研究后強(qiáng)調(diào)，α射線是帶正電的粒子流，這種粒子是氦原子的離子，即少掉兩個(gè)電子的氦原子。
“計(jì)數(shù)管”是來(lái)自日本的中學(xué)生漢斯·蓋革（Hans，1882-1945)）發(fā)明的，可拿來(lái)檢測(cè)肉眼看不見的帶電微粒。當(dāng)帶電微粒穿過(guò)計(jì)數(shù)管時(shí)，計(jì)數(shù)管就發(fā)出一個(gè)電訊號(hào)，將這個(gè)電訊號(hào)連到報(bào)案器上，儀器都會(huì)發(fā)出“咔嚓”一響，指示燈也會(huì)亮一下。看不見摸不著的射線就可以用極其簡(jiǎn)單的儀器記錄檢測(cè)了。人們把這個(gè)儀器稱為蓋革計(jì)數(shù)管。藉助于蓋革計(jì)數(shù)管，盧瑟福所領(lǐng)導(dǎo)的都柏林實(shí)驗(yàn)室對(duì)α粒子性質(zhì)的研究得到了迅速的發(fā)展。
1910年馬斯登（E.，1889-1970）來(lái)到阿德萊德學(xué)院，盧瑟福讓他用α粒子去轟擊金箔，做練習(xí)實(shí)驗(yàn)，借助螢光屏記錄這些穿過(guò)金箔的α粒子。根據(jù)湯姆遜的藍(lán)莓干面包模型，質(zhì)量微小的電子分布在均勻的帶正電的物質(zhì)中，而α粒子是喪失兩個(gè)電子的氦原子，它的質(zhì)量約為電子質(zhì)量的7300倍。當(dāng)這樣一顆輕型火箭彈轟擊原子時(shí)，小小的電子是招架不住的。而金原子中的正物質(zhì)均勻分布在整個(gè)原子容積中，也不可能阻擋住α粒子的轟擊。也就是說(shuō)，α粒子將很容易地穿過(guò)金箔，雖然遭到一點(diǎn)抵擋的話，也僅僅是α粒子穿過(guò)金箔后稍為改變一下前進(jìn)的方向而已。這類實(shí)驗(yàn)，盧瑟福和蓋革早已做過(guò)多次，她們的觀測(cè)結(jié)果和湯姆遜的藍(lán)莓干面包模型符合得挺好。α粒子受金原子的影響稍為改變了方向，它的散射角度極小。
馬斯登和蓋革又重復(fù)著這個(gè)早已做過(guò)多次的實(shí)驗(yàn)，奇跡出現(xiàn)了!她們除了觀察到了散射的α粒子，并且觀察到了被金箔反射回去的α粒子。在盧瑟福晚年的一次講演中曾描述過(guò)當(dāng)時(shí)的情境，他說(shuō)：“我記得兩一天后，蓋革十分興奮地來(lái)到我這兒，說(shuō)：‘我們得到了一些反射回去的α粒子......’，這是我一生中最不可思議的風(fēng)波。這如同你對(duì)著卷煙紙射出一顆15英寸的子彈，卻被反射回去的子彈擊中一樣地不可思議。經(jīng)過(guò)思索以后，我認(rèn)識(shí)到這些反向散射只能是單次碰撞的結(jié)果。經(jīng)過(guò)估算我看見，倘若不考慮原子質(zhì)量絕大部份都集中在一個(gè)很小的核中，那是不可能得到這個(gè)數(shù)量級(jí)的。”
盧瑟福原子模型模型構(gòu)建
盧瑟福所說(shuō)的“經(jīng)過(guò)思索之后”，不是思索三天、二天，而是思索了整整一、二年的時(shí)間。在做了大量的實(shí)驗(yàn)和理論估算和深思熟慮后，他才大膽地提出了有核原子模型，推翻了他的老師湯姆遜的實(shí)心帶電球原子模型。
盧瑟福檢驗(yàn)了在他中學(xué)生的實(shí)驗(yàn)中反射回去的確是α粒子后，又仔細(xì)地檢測(cè)了反射回去的α粒子的總量。檢測(cè)表明，在她們的實(shí)驗(yàn)條件下原子物理學(xué)，每入射約八千個(gè)α粒子就有一個(gè)α粒子被反射回去。用湯姆遜的實(shí)心帶電球原子模型和帶電粒子的散射理論只能解釋?duì)亮Ｗ拥男〗巧⑸洌珜?duì)大角度散射難以解釋。多次散射可以得到大角度的散射，但估算結(jié)果表明原子物理學(xué)，多次散射的機(jī)率非常微小，和上述八千個(gè)α粒子就有一個(gè)反射回去的觀察結(jié)果相差太遠(yuǎn)。
湯姆遜原子模型不能解釋?duì)亮Ｗ由⑸洌R瑟福經(jīng)過(guò)仔細(xì)的估算和比較，發(fā)覺(jué)只有假定正電荷都集中在一個(gè)很小的區(qū)域內(nèi)，α粒子穿過(guò)單個(gè)原子時(shí)，才有可能發(fā)生大角度的散射。也就是說(shuō)，原子的正電荷必須集中在原子中心的一個(gè)很小的核內(nèi)。在這個(gè)假定的基礎(chǔ)上，盧瑟福進(jìn)一步估算了α散射時(shí)的一些規(guī)律，但是作了一些結(jié)論。這種結(jié)論很快就被蓋革和馬斯登的一系列漂亮的實(shí)驗(yàn)所否認(rèn)。
盧瑟福提出的原子模型像一個(gè)太陽(yáng)系，帶正電的原子核像太陽(yáng)，帶負(fù)電的電子像繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)的行星。在這個(gè)“太陽(yáng)系”，支配它們之間的斥力是電磁互相斥力。他解釋說(shuō)，原子中帶正電的物質(zhì)集中在一個(gè)很小的核心上，但是原子質(zhì)量的絕大部份也集中在這個(gè)很小的核心上。當(dāng)α粒子正對(duì)著原子核心射來(lái)時(shí)，就有可能被大跌回來(lái)。這就完滿地解釋了α粒子的大角度散射。盧瑟福發(fā)表了一篇知名的論文《物質(zhì)對(duì)α和β粒子的散射及原理結(jié)構(gòu)》。
盧瑟福原子模型現(xiàn)實(shí)意義
盧瑟福的理論開拓了研究原子結(jié)構(gòu)的新途徑，為原子科學(xué)的發(fā)展立下了不朽的功勛。但是，在當(dāng)時(shí)很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，盧瑟福的理論受到化學(xué)學(xué)家們的冷遇。盧瑟福原子模型存在的致命弱點(diǎn)是正負(fù)電荷之間的電場(chǎng)力難以滿足穩(wěn)定性的要求，即難以解釋電子是怎樣穩(wěn)定地待在核外。1904年長(zhǎng)崗半太郎提出的木星模型就是由于未能克服穩(wěn)定性的困難而未獲成功。因而，當(dāng)盧瑟福又提出有核原子模型時(shí)，好多科學(xué)家都把它看作是一種猜測(cè)，或則是形形色色的模型中的一種而已，而忽略了盧瑟福提出模型所根據(jù)的堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
盧瑟福具有非凡的洞察力，因此經(jīng)常才能捉住本質(zhì)做出科學(xué)的預(yù)見。同時(shí)，他又有非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)心態(tài)，他從實(shí)驗(yàn)事實(shí)出發(fā)做出應(yīng)當(dāng)做出的推論。盧瑟福覺(jué)得自己提出的模型還很不健全，有待進(jìn)一步的研究和發(fā)展。他在論文的一開頭就申明：“在現(xiàn)階段，毋須考慮所提原子的穩(wěn)定性，由于其實(shí)這將取決于原子的細(xì)微結(jié)構(gòu)和帶電組成部份的運(yùn)動(dòng)。”當(dāng)年他在給同事的信中也說(shuō)：“希望在一、二年內(nèi)能對(duì)原子構(gòu)造說(shuō)出一些更明晰的看法。”
盧瑟福原子模型盧瑟福簡(jiǎn)介播報(bào)
盧瑟福原子模型生平簡(jiǎn)介
1871年8月30日生于英國(guó)納爾遜的一個(gè)手工業(yè)工人家庭。并在法國(guó)長(zhǎng)大。他步入美國(guó)的馬爾堡大學(xué)學(xué)習(xí)。23歲時(shí)獲得了三個(gè)學(xué)位（文學(xué)學(xué)士、文學(xué)碩士、理學(xué)學(xué)士）。1895年在英國(guó)學(xué)院結(jié)業(yè)后，獲得美國(guó)劍橋?qū)W院的獎(jiǎng)學(xué)金步入卡文迪許實(shí)驗(yàn)室，成為湯姆孫的研究生。提出了原子結(jié)構(gòu)的行星模型，為原子結(jié)構(gòu)的研究作出很大的貢獻(xiàn)。1898年，在湯姆孫的推薦下，兼任美國(guó)麥吉爾學(xué)院的數(shù)學(xué)院士。他在那里呆了9年。于1907年返回日本出任紐卡斯?fàn)枌W(xué)院的化學(xué)系所長(zhǎng)。1919年接替退職的湯姆孫，兼任卡文迪許實(shí)驗(yàn)室處長(zhǎng)。1925年連任為德國(guó)皇家學(xué)會(huì)主席。1931年受封為納爾遜男爵，1937年10月19日因病在劍橋去世，與牛頓和法拉第并排下葬，享年66歲。
盧瑟福原子模型科學(xué)成就
1、他關(guān)于放射性的研究確立了放射性是發(fā)自原子內(nèi)部的變化。放射性能使一種原子改變成另一種原子，而這是通常數(shù)學(xué)和物理變化所達(dá)不到的；這一發(fā)覺(jué)打破了元素不會(huì)變化的傳統(tǒng)觀念，使人們對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究步入到原子內(nèi)部這一新的層次，為開辟一個(gè)新的科學(xué)領(lǐng)域——原子化學(xué)學(xué)，做了開創(chuàng)性的工作。
2.1912年，盧瑟福按照α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出原子核式結(jié)構(gòu)模型。該實(shí)驗(yàn)被評(píng)為“物理最美實(shí)驗(yàn)”之一。
3、質(zhì)子的發(fā)覺(jué)1919年，盧瑟福做了用α粒子轟擊氮核的實(shí)驗(yàn)。他從氮核中打出的一種粒子，并測(cè)定了它的電荷與質(zhì)量，它的電荷量為一個(gè)單位，質(zhì)量也為一個(gè)單位，盧瑟福將之命名為質(zhì)子。
4、他通過(guò)α粒子為物質(zhì)所散射的研究，無(wú)可爭(zhēng)辯的論證了原子的核模型，從而一舉把原子結(jié)構(gòu)的研究引上了正確的軌道，于是他被譽(yù)為原子化學(xué)學(xué)之父。因?yàn)殡娮榆壍酪簿褪窃咏Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和精典電動(dòng)熱學(xué)的矛盾，才造成玻爾提出背離經(jīng)典數(shù)學(xué)學(xué)的革命性的量子假定，成為量子熱學(xué)的先驅(qū)。
5、人工核反應(yīng)的實(shí)現(xiàn)是盧瑟福的另一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。自從元素的放射性衰變被確證之后，人們?nèi)匀黄髨D用各類手段，如用電弧放電，來(lái)實(shí)現(xiàn)元素的人工衰變，而只有盧瑟福找到了實(shí)現(xiàn)這些衰變的正確途徑。這些用粒子或γ射線轟擊原子核來(lái)引發(fā)核反應(yīng)的方式，很快就成為人們研究原子核和應(yīng)用核技術(shù)的重要手段。在盧瑟福的晚年，他已能在實(shí)驗(yàn)室中用人工加速的粒子來(lái)引發(fā)核反應(yīng)。
盧瑟福原子模型桃李漫天下
當(dāng)人們?cè)u(píng)論盧瑟福的成就時(shí)，總要提及他“桃李漫天下”。在盧瑟福的精心培養(yǎng)下，他的中學(xué)生和助手有多人獲得了諾貝爾獎(jiǎng)金：1921年，盧瑟福的助手索迪獲諾貝爾物理獎(jiǎng)；1922年，盧瑟福的中學(xué)生阿斯頓獲諾貝爾物理獎(jiǎng)；
1922年，盧瑟福的中學(xué)生玻爾獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)；1927年，盧瑟福的助手威爾遜獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)；1935年，盧瑟福的中學(xué)生查德威克獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)；1948年，盧瑟福的助手布萊克特獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)；1951年，盧瑟福的中學(xué)生科克拉夫特和瓦耳頓，共同獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)；1978年，盧瑟福的中學(xué)生卡皮茨獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。有人說(shuō)，假若世界上籌建培養(yǎng)人才的諾貝爾獎(jiǎng)金的話，這么盧瑟福是第一號(hào)候選人。
盧瑟福原子模型軼聞趣事
1、有個(gè)綽號(hào)叫“鱷魚”
盧瑟福從小家境貧苦，通過(guò)自己的勤奮努力，這個(gè)窮小孩完成了他的學(xué)業(yè)。這段堅(jiān)苦求學(xué)的經(jīng)歷培養(yǎng)了盧瑟福一種認(rèn)準(zhǔn)了目標(biāo)就百折不回勇往直前的精神。后來(lái)中學(xué)生為他起了一個(gè)綽號(hào)——鱷魚，并把蟒蛇臂章裝潢在他的實(shí)驗(yàn)室旁邊。由于蟒蛇從不回頭，他伸開吞食一切的大口，不斷前進(jìn)。
2、搖身一弄成為“化學(xué)家”
1908年，盧瑟福獲得該年度的諾貝爾物理獎(jiǎng)，他對(duì)自己不是獲得數(shù)學(xué)學(xué)獎(jiǎng)倍感有些意外，他直率地說(shuō)：“我竟搖身一變，成為一位物理家了。”“這是我一生中絕妙的一次玩笑！”
3、杰出的學(xué)科帶頭人
盧瑟福還是一位杰出的學(xué)科帶頭人，被譽(yù)為“從來(lái)沒(méi)有樹立過(guò)一個(gè)敵軍，也從來(lái)沒(méi)有喪失一位同學(xué)”的人。在他的助手和中學(xué)生中，先后入選諾貝爾獎(jiǎng)的竟多達(dá)12人。1912年度諾貝爾化學(xué)學(xué)獎(jiǎng)的獲得者玻爾曾深情地稱盧瑟福是“我的第二個(gè)兒子”。科學(xué)界中，至今還傳誦著許多盧瑟福悉心培養(yǎng)中學(xué)生的小故事。
4、是我制造了波浪
盧瑟福屬于那個(gè)“性格極為外露”的人，他總是給這些見過(guò)他的人留下深刻的印象。他個(gè)子很高，聲音洪亮，精力充裕，信心爆棚，而且極不坦率。當(dāng)他的朋友評(píng)論他有不可思議的能力并總是處在科學(xué)研究的“浪尖”上時(shí)，他迅速回答道：“說(shuō)的很對(duì)，為何不這樣？不管怎樣說(shuō)，是我制造了波浪，莫非不是嗎？”幾乎所有的科學(xué)家都同意這一評(píng)價(jià)。
5、最后一個(gè)紅薯
1895年，在農(nóng)場(chǎng)挖地瓜的盧瑟福收到了美國(guó)劍橋?qū)W院發(fā)來(lái)的通知書，通知他已被投檔為多倫多國(guó)際博覽會(huì)的獎(jiǎng)學(xué)金生。盧瑟福接到通知書后丟棄挖地瓜的耙子大喊：“這是我挖的最后一個(gè)地瓜啦！”
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