可想而知。据此,你能否说明产生α粒子散射现象的原因?可得到怎样的启示?
提示:由于α粒子的质量远大于电子质量,电子不可能使其发生大角度偏转,产生大角度偏转的原因应该是原子核,由于原子核非常小,入射的α粒子绝大多数距原子核很远。只有极少数α粒子靠近原子核,由于其库仑斥力而使α粒子发生大角度偏转。由α粒子散射现象可知,原子核非常小;能够使α粒子发生大角度偏转,说明原子核聚集了原子的绝大部分质量且带正电。
对α粒子散射实验现象的分析
1.实验背景
α粒子散射实验是卢瑟福指导他的学生做的一个著名的物理实验,实验的目的是想验证汤姆孙原子模型的正确性,实验结果却成了否定汤姆孙原子模型的有力证据。在此基础上,卢瑟福提出了原子核式结构模型。
2.否定汤姆孙的原子结构模型
(1)质量远小于原子的电子,对α粒子的运动影响完全可以忽略,不应该发生大角度偏转。
(2)α粒子在穿过原子时,受到各方向正电荷的斥力基本上会相互平衡,对α粒子运动方向的影响不会很大,也不应该发生大角度偏转。
(3)α粒子的大角度偏转,否定汤姆孙的原子结构模型。
3.大角度偏转的实验现象分析
(1)由于电子质量远小于α粒子质量,所以电子不可能使α粒子发生大角度偏转。
(2)使α粒子发生大角度偏转的只能是原子中带正电的部分。按照汤姆孙原子模型,正电荷在原子内是均匀分布的,α粒子穿过原子时,它受到的两侧斥力大部分抵消,因而也不可能使α粒子发生大角度偏转,更不能使α粒子反向弹回,这与α粒子散射实验相矛盾。
(3)实验现象表明原子绝大部分是空的,原子的几乎全部质量和所有正电荷都集中在原子中心的一个很小的核上,否则,α粒子大角度散射是不可能的。
4.原子的核式结构模型对α粒子散射实验结果的解释
(1)当α粒子穿过原子时,如果离核较远,受到原子核的斥力很小,α粒子就像穿过"一片空地"一样,无遮无挡,运动方向改变很小。因为原子核很小,所以绝大多数α粒子不发生偏转。