盧瑟福及其同事,用天然放射性元素放射出的很大動能的α粒子,轟擊重金屬原子,發現絕大多數α粒子基本不偏轉,極少數偏轉角度很大。對“粒子散射現象的深人研究,導致盧瑟福建立了我們現在所公認的原子的核式結構學說,即:在原子的中心有一個很小的核叫做原子核,原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核裏,帶負電的電子在核外空間裏繞著核旋轉。我們一方麵要理解電子質量比“粒子質量小得多,電子不能使α粒子發生偏轉,使α粒子發生偏轉的是原子中質量很大的帶正電的物質;另一方麵我們要體會,由於絕大多數α粒子基本不偏轉,極少數α粒子偏轉很大,這就說明:原子中心帶正電的物質集中於很小的區域,組成原子的核心。
盧瑟福提出的原子的核式結構學說,隻說明原子中有原子核,沒有說明電子在原子中是如何運動的。玻爾在原子核式結構學說的基礎上建立了玻爾模型,進一步說明原子中的電子如何繞核運動、變化。玻爾理論的主要內容有三條:
能量量子化:原子隻能處於一係列不連續的能量狀態中,在這些狀態中原子是穩定的。電子雖然做加速運動,但並不向外輻射能量。這些狀態叫做定態。
能級的躍遷:原子從定態(設能量為五躍遷到另一種定態(設能量為私)時,輻射定頻率的光子。光子的能量由這兩種定態的能量差決定。
軌道量子化:原子的不同能量狀態跟電子沿不同的圓形軌道繞核運動相對應。原子的定態是不連續的,電子的可能軌道分布也是不連續的。
怎樣理解和掌握原子核的變化規律
人類認識原子核的結構和它的變化規律,是從發現天然放射現象開始的。
天然放射現象,是指自然界中存在的放射性元素的原子核自發放出射線的現象。原子核衰變對放出的射線通常有三種:“射線:是氦原子核,它的電離本領很強,貫穿本領很小。
射線:是高速電子流,它的電離本領較弱,貫穿本領很強。射線:是波長很短的電磁波,它的電離本領很小,貫穿本領最強。
原子核衰變時遵從電荷數守恒和質量數守恒的規律。根據這些規律可以知道:原子核發生衰變時,核的電荷數減少,新原子核在周期表中的位置向前移兩格,質量數減少;原子核發生衰變時,新原子核的電荷增加,新原子核在周期表中的位置向後移,質量數不變。原子核在發生、衰變時伴隨放出射線。原子核放出光子時核的電荷數質量數不變。
怎樣學習光的本性
光學問題主要是研究光的發生和傳播的過程中的現象與規律,其中光的發生涉及到物質的微觀結構,即涉及到原子內、外層電子的運動甚至原子核內部物質的運動。
1.光發生的微觀機製
原子外、內層電子受到激發後發光。我們知道,紅外線、可見光、紫外線是原子的外層電子受到激發後的產生的,倫琴射線是原子的內層電子受到激發後產生的,要了解這些原子的發光現象,必須從原子結構出發進行分析。
怎樣估算原子核的大小與密度
“原子核半徑”概念,實際上是表示核力作用的範圍,並不是說在原子中心就真實地存在著一個球形實體。因為核力作用的範圍較小,而這一很小範圍的物質密度又特別大,因此可以用一個球體形象地表示出這一核力的範圍叫原子核,因而就產生了“核半徑”的概念。輛汽車來拉。這樣估算可使大家對原子核和原子質量的分布有一較真實的了解。
怎樣寫核反應方程
核反應有如下四種形式:天然衰變,人工轉變,重核的裂變和輕核的聚變。無論那種形式的核反應均可以用核反應方程來表示。寫核反應方程時應明確如下問題。
怎樣分析和解答放射性元素衰變後的質量及有關問題
根據質量數和電荷數守恒規律,我們可以平衡核反應方程(包括放射性元素的衰變方程),設放射性元素的原子核為經過衰變,變成一個穩定的元素的原子核,其總的核反應方程可表示,這是對一個放射性元素的核的一係列衰變說的,過程中的衰變沒有反映出來,這個過程發生後已經離開了該物體,所以該物體的質量必定減少。
怎樣認識“核力”
1.核力的另一種性質的力
任何化學反應對原子核都不起作用,即使采用高壓、高溫或用各種試劑處理,都不能使原子核發生變化。這說明原子核是一種穩定體係。在原子核內,質子和中子統稱核子,核子是緊密結合在一起的。但是,我們已知質子是帶正電荷的微粒,彼此間要相互排斥,而中子不帶電,不能產生庫侖力,那麼,是什麼力使核子如此牢固地束縛在一起呢?這個力顯然不是庫侖力,也不是萬有引力,因為根據計算表明,氫原子電子和質子間的庫侖力是它們之間萬有引力的1039倍,經研究發現,它是作用在核子之間的特殊力核力。
2.核力一強相互作用力
按作用力大小的順序,相互作用力可分為強相互作用、電磁相互作用、弱相互作用和引力相互作用四種,核子之間的相互作用力是所有力中最強的,屬於強相互作用。隻有核子間存在這種巨大的核力才能把核子牢固地束縛在一起,使原子核成為一個堅強的集合體。
原子結合成分子時要放出化學能,核子結合成原子核時也要放出一定的能量,原子核分解成核子時,要吸收同樣多的能量,這個能量叫做原子核結合能。故要把原子核拆散為核子,需要克服核力做巨大的功,或者說需要巨大的能量。
一般地說,原子核的結合能非常大,所以絕大多數原子核是非常穩固的體係,然而,不同的原子核的穩定程度不同,這可以用每個核子的平均結合能來比較,核子的平均結合能愈大,表明核子間的核力愈大,核子結合愈牢,原子核愈穩定。
3.核力短程力
核力作用的範圍很小,距離內才有效,超過這個距離,這種作用就無影響了。因此,核力和化學鍵力一樣屬於短程力,而質子之間的庫侖力則具有長程性,所以,在原子核這樣一個極小的體程範圍內,質子間的斥力要比束縛核子的核力弱得很多,因此,隻有核力才是有效的。實驗證明質子與原子、中子與中子、中子與質子間的核力大致相等,這不僅說明核力與核子間帶不帶電荷無關,還可以推論在原子核裏,質子與中子是大致均勻分布的。
4.核力交換力
核力就本質來說屬於一種交換力,核子之間的相互作用是通過介子的交換來實現的。介子是質量介於電子和質子之間的不穩定的基本粒子,介子有中性的,有帶正電或負電的,它們的正、負電荷的絕對值都等於電子的電荷。在原子核中,中子可以不斷放出帶負電的介子,這些介子被靠近的質子所吸收,質子變成中子,同時中子也變成了質子。同樣,質子可以不斷放出帶正電的介子,被中子所吸收,中子變成了質子,質子也變成了中子。質子與質子,中子與中子之間是靠中性介子聯係的,由於介子在中子與質子間的交換,使得核子產生了強相互作用。