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α粒子散射实验原理说明

2010年12月19日 AEROFISH 3,376 views 发表评论 阅读评论

  α粒子散射实验是用来研究原子结构用的,这个应该是高中物理的知识点吧。

  一、关于α粒子
  α粒子是从放射性物质(如铀和镭)中发射出来的粒子,带两个单位正电荷,质量为氢原子的4倍,实际是氦原子核,射出时的速度的为光速的1/10,α粒子的电离作用很强,因此在空气中只能前进几厘米。另外,由于α粒子射出速度大,具有足够的能量,α粒子还能使荧光物质发光。

  二、为什么用α粒子散射实验研究原子结构
  原子结构无法直接观察到,要用高速离子进行轰击,根据粒子的散射情况分析判断原子的结构,而α粒子有足够能量,可以穿过原子,并且利用荧光作用可观察α粒子的散射情况,所以选取α粒子进行散射实验。

  三、为什么α粒子散射实验用金箔?其它金属能行吗?
  要准确了解α粒子与靶原子(目标原子)间的单个原子作用,应把靶做得越弱越好,否则,将多次碰撞将掩盖单次作用产生的现象。而金的优点是:延展性好,易被拉成薄片,还有其原子序数大,α粒子与金核间的库仑力大,发生偏转时明显,所以选金做α粒子散射实验。除金外,还可以用银、铂等重金属,但不能用铝等轻金属。

  四、还应注意的是α粒子散射实验的装置一定要抽成真空,原因主要是由于α粒子的电离作用,若在空气中由于电离α粒子只能前进几厘米。

  五、关于α粒子散射的实验结论与核式结构模型。
  1、 绝大多数α粒子没有明显偏转,说明原子内部绝大部分是空的,原因是金箔厚度大约1μm,金原子直径大约3×10-10m,金箔相当于三千多个金原子的厚度,而绝大多数α粒子不偏转说明这些α粒子受金原子的作用力很小,故金原子内部绝大部分是空的。
  2、 极少数α粒子发生大角度偏转,有的甚至偏转角达180°。说明带正电的物质集中在体积很小的范围内,叫原子核。因为电子质量是α粒子质量的1/7300倍,对α粒子的偏转几乎没有影响,与电子正碰也不会被反弹,只能是带正电的物质对极少数α粒子的影响,发生反弹的是α粒子与正电物质的正碰,故带正电物质体积很小,即原子核。

【资料参考第二教育网dearedu.com】


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