2021年原子物理学原子物理1.ppt

物理学
经典物理
近代物理
力、热、光、电磁
原子物理
量子力学
相对论
固体物理
粒子物理
原子核物理
分子物理
.
.
.
揭示了微观世界的奥秘
阐述了高速世界的规律
物质结构
的微观理论
经典
近代
宏观
微观
原子物理学原子物理1
2021/1/15
1
原子物理学
研究对象：
微观客体
物体发光（宏观现象）
原子跃迁（微观本质）
研究方法：
注重实验
实验结果
新的理论
提出 新的模型
新的假设
实验验证
方法
思想
原子物理学原子物理1
2021/1/15
2
第一章：原子的基本状况
第一节 背景知识
第二节 原子的核式结构模型：
卢瑟福模型
卢瑟福模型的提出
卢瑟福散射公式
Atomic Physics 原子物理学
原子物理学原子物理1
2021/1/15
3
第一节：背景知识
第一章：原子的基本状况：卢瑟福模型
“原子”一词来自希腊文，意思是“不可分割的”。在公元前4世纪，古希腊哲学家德漠克利特(Democritus)提出这一概念，并把它看作物质的最小单元。
定比定律：
倍比定律：
元素按一定的物质比相互化合。
若两种元素能生成几种化合物，则与一定质量的甲元素化合的乙元素的质量，在这些化合物中互成简单整数比。
在十九世纪，人们在大量的实验中认识了一些定律，如：
结束
目录
next
back
原子物理学原子物理1
2021/1/15
4
在此基础上，1893年道尔顿提出了他的原子学说，他认为:
结束
目录
next
back
根据道尔顿的原子学说，我们可以对简单的无机化学中的化合物的生成给予定量的解释，反过来，许多实验也证实了原子学说；并且人们发现有气态物质参与的化学反应的元素也遵循上述规律。
①化学元素均由不可再分的微粒组成。这种微粒称为原子。原子在一切化学变化中均保持其不可再分性。
②同一元素的所有原子，在质量和性质上都相同；不同元素的原子，在质量和性质上都不相同。
③不同的元素化合时，这些元素的原子按简单整数比结合成化合物。
原子物理学原子物理1
2021/1/15
5
当原子学说逐渐被人们接受以后，人们又面临着新的问题：
原子有多大？
原子的内部有什么？
原子是最小的粒子吗？....
在学习这门课的时候；一部分问题的谜底会逐渐揭开。
结束
目录
next
back
原子物理学原子物理1
2021/1/15
6
结束
目录
next
back
1811年，阿伏伽德罗（）定律问世，提出1mol任何原子的数目都是 个。
1833年，法拉第（）提出电解定律，1mol任何原子的单价离子永远带有相同的电量-即法拉第常数 。
1874年，斯迪尼（）综合上述两个定律，指出原子所带电荷为一个电荷的整数倍，并用“电子”来命名这个电荷的最小单位。但实际上确认电子的存在，却是20多年后汤姆逊的工作.
1897年，汤姆逊（）发现电子：通过阴极射线管中电子荷质比的测量，汤姆逊（）预言了电子的存在。
电子的发现
原子物理学原子物理1
2021/1/15
7
1897年，汤姆逊通过阴极射线管的实验发现了电子，并进一步测出了电子的荷质比:e/m
图１汤姆逊正在进行实验
原子具有内部结构！
汤姆逊被誉为:“一位最先打开通向基本粒子物理学大门的伟人.”
原子物理学原子物理1
2021/1/15
8
阴极射线实验装置示意图
射线从阴极C射出，加速进入狭缝AB 成一束狭窄的射线流
平行板DG两端外加电场E后，射线偏转
 阴极射线带负电
再加上垂直板面向外的磁场B后，射线不偏转

去掉电场E后，射线成一圆形轨迹
求出荷质比
B
G
原子物理学原子物理1
2021/1/15
9
微粒的荷质比为氢离子荷质比的千倍以上
阴极射线质量只有氢原子质量的千分之一还不到
电子
（Millikan）作出的，即著名的“油滴实验”
质子质量：
电荷是量子化的
原子质量的数量级：10-27kg——10-25kg
质量最轻的氢原子：
原子物理学原子物理1
2021/1/15
10