原子核式结构模型是卢瑟福提出的,1909年,通过α粒子散射实验,卢瑟福提出了原子核式结构模型理论。
卢瑟福原子模型又称“有核原子模型”、“原子太阳系模型”、“原子行星模型引”。关于原子结构的一种模型。1911年由卢瑟福提出。认为原子的质量几乎全部集中在直径很小的核心区域,叫原子核,电子在原子核外绕核作轨道运动。原子核带正电,电子带负电。
原子核式结构模型的实验过程
在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋,它发出的α粒子从铅盒的小孔射出,形成很细的一束射线射到金箔上,α粒子穿过金箔后,打到荧光屏上产生一个个的闪光,这些闪光可以用显微镜观察到。
整个装置放在一个抽成真空的容器里。荧光屏和显微镜能够围绕金箔在一个圆周上转动,从而可以观察到穿过金箔后偏转角度不同的α粒子。
实验表明:绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,但是有少数α粒子却发生了较大的偏转,并且有极少数α粒子的偏转超过90°,有的甚至几乎达到180°,像是被金箔弹了回来,这就是α粒子散射实验。
根据汤姆生的枣糕模型计算,α粒子穿过金箔后的偏转最大不超过零点几度,因为电子质量很小,比α粒子的质量小得多,α粒子碰到电子,就如子弹碰到尘埃,前进方向不会发生明显改变。
所以卢瑟福对这些结果分析后得出结论,提出他的原子核式结构模型:在原子的中心有一个很小的核,叫原子核,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,这一模型也被称为“行星模型”。根据核式结构学说可以解释α粒子的散射:当α粒子穿过原子时,电子对α粒子影响很小,影响α粒子运动的主要是原子核。
离核远则α粒子受到的库仑斥力很小,运动方向改变小。只有当α粒子与核十分接近时,才会受到很大库仑斥力,而原子核很小,所以α粒子接近它的机会就很少,所以只有极少数大角度的偏转,而绝大多数基本按直线方向前进。
卢瑟福的核式模型(行星模型)否定了汤姆生的“枣糕模型”,但它也不是最完美的。以后的实验进一步表明,原子中的电子并不像行星环绕太阳运转时那样有固定的轨道,而是形成电子云分布在原子核的外围。
卢瑟福的个人简介
欧内斯特·卢瑟福,英国著名物理学家,知名为原子核物理学之父。学术界公认他为继迈克尔·法拉第之后最伟大的实验物理学家。
卢瑟福首先提出放射性半衰期的概念,证实放射性涉及从一种元素到另一种元素的嬗变。他又将放射性物质按照贯穿能力分类为α射线与β射线,并且证实前者就是氦离子。因为“对元素蜕变以及放射化学的研究”,他荣获1908年诺贝尔化学奖。
卢瑟福领导团队成功地证实在原子的中心有个原子核,创建了卢瑟福模型(行星模型)。他最先成功地在氮与α粒子的核反应里将原子分裂,他又在同实验里发现了质子,并且为质子命名。
1937年10月19日,欧内斯特·卢瑟福因病在剑桥逝世,享年66岁。