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    棗糕模型|湯姆孫棗糕模型

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    湯姆孫棗糕模型簡介

    棗糕模型(又稱梅子布丁模型、湯姆孫模型、葡萄干布丁模型),是物理學家湯姆孫(J.J.Thomson)在1898年提出的關于原子結構的一種假設模型。

    湯姆孫棗糕模型是基于陰極射線的分析得到的,是發現電子之后,對原子結構探索的一種假設。

    湯姆孫棗糕模型

    棗糕模型是早期科學家們在探索原子內部構造時,由湯姆生提出來的一種“原子結構”概念,其觀點是:

    除電子外,原子的質量與正電荷如同糕點一樣均勻排布,電子則如同棗一樣隨機嵌入在糕點之中。具體如上圖所示。

    很多學生不理解電子發現的背景,在理解棗糕模型上出現困難。下面我們來重點說一下湯姆孫提出棗糕模型的邏輯:

    棗糕模型提出的邏輯

    1,物理學者們通過對陰極射線的研究,發現這一現象:原子能夠激發出來一種“物質”。這種物質到底是一種微粒,還是一種電磁波,眾說紛紜。

    2,湯姆孫利用垂直電場,發現該物質偏轉(即論證出該物質帶電),且不同物質激發后的荷質比為固定值。這便徹底否定了赫茲等人的電磁波假說。

    3,既然陰極能夠激發出這種更小的粒子,說明陰極這種金屬原子是可以分割的。這便原子在古希臘語中的含義就是,不可在分割的最小微粒。

    4,原子可以分割,那么原子到底是有什么組成的呢?湯姆孫提出了棗糕模型。

    便于同學們的深入理解,我們首先來研究物理學家們對陰極射線的討論。

    陰極射線

    什么是陰極射線?陰極射線是在1858年利用低壓氣體放電管研究氣體放電時發現的。

     

    陰極射線

    如圖所示,真空玻璃管中的C與高壓電源的負極相連,為陰極,金屬管AB與高壓電源的正極相連,為陽極。

    當高壓電源接通時,在C與AB間,會產生極大的高壓(電場強度)。

    通過觀察會發現,有一束類似于光的特殊的“射線”,從C(陰極)發出,通過金屬管AB后,打在圖右側的屏F上。

    由于這束“射線”是從陰極釋放的,我們誠摯為陰極射線。

    湯姆生發現電子

    王尚老師輔導書物理自診斷每道題都有視頻講解,哪道題不會掃題旁二維碼即可看視頻,學習更高效,考試分數更高,歡迎添加微信teacherws咨詢。到1897年,湯姆生走上了科學實驗的舞臺,他用不同的方法測定了陰極射線粒子的荷質比,證明它們是一種更基本的粒子,稱之為電子。

    湯姆孫被譽為電子之父。電子的發現,具有劃時代的意義。這讓人們意識到,原子是可在分割的,基于此物理學的分支原子物理學誕生。

    在受到激發時,電子會離開原子,這就產生了上述的陰極射線。

    湯姆生提出棗糕模型

    原子結構到底是怎么樣的呢?湯姆孫提出了棗糕模型。

    棗糕模型:除電子外,原子的質量與正電荷如同糕點一樣均勻排布,電子則如同棗一樣隨機嵌入在糕點之中。

    同學們須知,基于當時是實驗設備條件,棗糕模型僅是一種假設模型。

    棗糕模型被否定

    盧瑟福的阿爾法粒子散射實驗推翻了“棗糕模型”,基于實驗結論盧瑟福提出了核式結構。

    關于此問題我們會在這篇文章進行詳細的解析。

    學習問題與王尚老師答疑

    王尚老師物理答疑

    學生問題:盧瑟福是如何推翻棗糕模型的? 

    王尚老師:盧瑟福轟擊實驗結果有:第一, 絕大多數α粒子穿過金箔后幾乎沿原方向前進;第二, 少數α粒子穿過金箔后發生了較大偏轉;第三, 極少數α粒子擊中金箔后幾乎沿原方向反回;如果湯姆孫的棗糕模型是成立的,那么絕對不會發生偏轉甚至是反彈。因為質量和電荷量不集中,被稀釋了,就不可能有力作用在α粒子上。

     

    參考文獻

    波爾能級模型http://www.q6113.com/zongjie/x35/480390.html

    電子的發現過程http://www.q6113.com/top/481783.html

    愛因斯坦光電效應http://www.q6113.com/zongjie/kaodian/437787.html

    阿爾法散射實驗結論http://blog.teacherws.com/wen/13432.html

    波長測量實驗http://www.q6113.com/zongjie/x34/480385.html

    原子物理學外傳http://www.q6113.com/zongjie/kaodian/437801.html

    原子物理學公式總結http://www.q6113.com/top/481779.html

    作者:王尚,蘇陽。校正:齊思源。版權歸屬高中物理網(www.q6113.com),嚴禁轉載。

     

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