拉塞福模型

拉塞福模型 ,或太陽系模型 ,是物理大師歐尼斯特·拉塞福創立的原子模型。 1909年,拉塞福領導設計與發展成功的拉塞福散射 ,證實了原子核存在於原子中心處[1] 。 1909年,拉塞福領導設計與發展成功的拉塞福散射 ,證實了原子核存在於原子中心處[1] 。 從此,拉塞福推翻了約瑟夫·湯姆孫主張的梅子布丁模型 。從此,拉塞福推翻了約瑟夫·湯姆孫主張的梅子布丁模型 。 拉塞福設計的新模型,根據他的實驗結果,擁有幾個重要的特色。拉塞福設計的新模型,根據他的實驗結果,擁有幾個重要的特色。 大多數的質量和正電荷 ,都集中於一個很小的區域(原子核); 電子則環繞在原子核的外面,像行星的環繞著太陽進行公轉 。大多數的質量和正電荷 ,都集中於一個很小的區域(原子核); 電子則環繞在原子核的外面,像行星的環繞著太陽進行公轉 。

基本介紹

  • 中文名:拉塞福模型
  • 別稱:太陽系模型
  • 詞性:名詞
  • 提出者:拉塞福
概述,模型特色,實驗證據,拉塞福簡介,獲得獎學金,

概述

二十世紀初,拉塞福(Rutherford11871-1937)由實驗結果(阿伐粒子散射實驗)推斷出原子模型。根據他的模型,原子是由原子核與核外的電子構成的。根據他的模型,原子是由原子核與核外的電子構成的。原子核帶正電,位居原子中心,體積極小,而質量比電子大很多,電子受原子核吸引,環繞原子核做旋轉運動,如下圖所示,電子運動的範圍即視為原子的大小。原子核帶正電,位居原子中心,體積極小,而質量比電子大很多,電子受原子核吸引,環繞原子核做旋轉運動,如下圖所示,電子運動的範圍即視為原子的大小。如果把電子在原子核外運動的範圍假想為操場,則原子核的大小如同放在操場中心的十元硬幣罷了。如果把電子在原子核外運動的範圍假想為操場,則原子核的大小如同放在操場中心的十元硬幣罷了。

模型特色

在拉塞福散射裏,原子的電子云不會影響阿爾法粒子的散射運動。在拉塞福散射里,原子的電子云不會影響阿爾法粒子的散射運動。
原子所有的正電荷,都集中於原子中心的很小區域內,稱為原子核。原子所有的正電荷,都集中於原子中心的很小區域內,稱為原子核。原子核的庫侖位勢造成了阿爾法粒子的散射。原子核的庫侖位勢造成了阿爾法粒子的散射。
原子量大的原子(像金原子),稱為重原子,其質量幾乎全部都聚集於原子核。原子量大的原子(像金原子),稱為重原子,其質量幾乎全部都聚集於原子核。實驗結果的分析,顯示出高速度阿爾法粒子的散射並沒有使原子核移動。實驗結果的分析,顯示出高速度阿爾法粒子的散射並沒有使原子核移動。與電子的動量相比,高速度阿爾法粒子擁有很大的動量,可是比較重原子又小了很多。與電子的動量相比,高速度阿爾法粒子擁有很大的動量,可是比較重原子又小了很多。這事實建議大多數原子的質量都聚集於原子核。這事實建議大多數原子的質量都聚集於原子核。

實驗證據

拉塞福模型
很快地,學者們發覺拉塞福模型,雖然擁有一些引人欣賞的性質,但也引起一個很嚴重的問題。由於環繞著原子核的電子,不斷地做加速度運動。根據電動力學的經典理論,加速度運動中的電子會發射輻射,同時失去能量,造成了原子的不穩定。為了挽救模型的主要性質,尼爾斯·波耳認為必須修改電子的軌域運動規則。因此,他發表了波耳模型。過了不久,拉塞福模型就被性質比較優秀的波耳模型取代了。這模型引用了一些早期量子力學的實驗結果來設定電子的物理行為,限制電子的軌道為平面的圓形軌道。擴展亨利·莫塞萊的成果,波耳認定原子核的單位電荷數目與原子序有直接的關係。由於波耳模型是拉塞福模型的改良,有些物理學書本將兩個模型合併,將波耳模型稱為拉塞福-波耳模型。
這些二十世紀初期的發展,研究原子的物理結構,關鍵地開啟了現代的原子物理學和量子力學。這些二十世紀初期的發展,研究原子的物理結構,關鍵地開啟了現代的原子物理學和量子力學。

拉塞福簡介

拉塞福
第一個改變元素的拉塞福第一個改變元素的拉塞福
他成功的證明了氮原子核,會被快速的阿伐粒子撞擊而分裂,並放出氧原子核,這個偉大的實驗,使得拉塞福成為第一個改變元素的人。他成功的證明了氮原子核,會被快速的阿伐粒子撞擊而分裂,並放出氧原子核,這個偉大的實驗,使得拉塞福成為第一個改變元素的人。
拉塞福的個子不高,身體很強壯,雖然長期在實驗室裏工作,但是非常喜歡戶外生活,有人說他的外表看起來像是一個典型的農夫。拉塞福的個子不高,身體很強壯,雖然長期在實驗室里工作,但是非常喜歡戶外生活,有人說他的外表看起來像是一個典型的農夫。不錯,他的確是個性情溫和而有理想的農夫,在科學的園地裏,始終努力不懈的耕耘著。不錯,他的確是個性情溫和而有理想的農夫,在科學的園地里,始終努力不懈的耕耘著。這個偉大的原子物理學家是英國人,出生與少年時代在紐西蘭,曾經因為研究元素的放射性理論,獲得了一九0八年的諾貝爾化學獎。這個偉大的原子物理學家是英國人,出生與少年時代在紐西蘭,曾經因為研究元素的放射性理論,獲得了一九0八年的諾貝爾化學獎。
拉塞福五歲的時候,就開始接受國小教育,說來你也許不相信,在那小小的年紀,他就已經擁有一本「物理學入門」的書,他還在書的封面寫上自己的名字呢。拉塞福五歲的時候,就開始接受國小教育,說來你也許不相信,在那小小的年紀,他就已經擁有一本「物理學入門」的書,他還在書的封面寫上自己的名字呢。那個時候,他的父親正忙著生產枕木和切割亞麻的工作。那個時候,他的父親正忙著生產枕木和切割亞麻的工作。亞麻是一種生長在沼澤地帶的植物,有堅韌狹長的葉子,父親為了采割亞麻,每天都得待在偏僻而荒涼的地方工作,只有等到周末,才能回家團聚,教育孩子的責任,幾乎都落在母親的身上。亞麻是一種生長在沼澤地帶的植物,有堅韌狹長的葉子,父親為了采割亞麻,每天都得待在偏僻而荒涼的地方工作,只有等到周末,才能回家團聚,教育孩子的責任,幾乎都落在母親的身上。他的母親是一位節儉而勤勉的婦人,更有一顆仁慈的心腸,家裏孩子多,收入也有限,在她的精打細算下,不但使一家過著快樂的日子,還時常捐款救濟貧苦的印第安人。他的母親是一位節儉而勤勉的婦人,更有一顆仁慈的心腸,家裡孩子多,收入也有限,在她的精打細算下,不但使一家過著快樂的日子,還時常捐款救濟貧苦的印第安人。

獲得獎學金

拉塞福的國中生活,是在紐西蘭狐崗和海夫洛克的郡立中學度過的。拉塞福的國中生活,是在紐西蘭狐崗和海夫洛克的郡立中學度過的。國中畢業,他決定爭取尼爾生學院高院中學的獎學金,如果被選上了,不但可以免費就讀高中,每年還補助四十英磅的膳宿費。國中畢業,他決定爭取尼爾生學院高院中學的獎學金,如果被選上了,不但可以免費就讀高中,每年還補助四十英磅的膳宿費。不過,這個獎學金以前一直都由城市的學生獲得,因為鄉下學生的知識比城市的學生落後太多了,拉塞福卻以總分五八0分(滿分為六00分)的優異成績,取得了獎學金。不過,這個獎學金以前一直都由城市的學生獲得,因為鄉下學生的知識比城市的學生落後太多了,拉塞福卻以總分五八0分(滿分為六00分)的優異成績,取得了獎學金。一八八七年二月,拉塞福在父親的陪同下,從他居住的鄉村,騎著馬,翻山越嶺到尼爾生學院報到。一八八七年二月,拉塞福在父親的陪同下,從他居住的鄉村,騎著馬,翻山越嶺到尼爾生學院報到。當時,這個學校的學生只有八十人,課餘時間,老師常常帶他們到附近的鄉間郊遊,把他們當做自己的孩子般,悉心照顧著,師生之間,建立了濃厚的感情。當時,這個學校的學生只有八十人,課餘時間,老師常常帶他們到附近的鄉間郊遊,把他們當做自己的孩子般,悉心照顧著,師生之間,建立了濃厚的感情。拉塞福喜歡討論幾何問題。拉塞福喜歡討論幾何問題。這段求學的時光,在拉塞福的腦海留下難忘的回憶,他離開尼爾生學院很多年了,還常常對著夜空,輕輕呼喚著尼爾生、尼爾生.這段求學的時光,在拉塞福的腦海留下難忘的回憶,他離開尼爾生學院很多年了,還常常對著夜空,輕輕呼喚著尼爾生、尼爾生.....。。這個令他懷念的學府,即使在他臨終的時候,還不忘叮嚀他的太太:這個令他懷念的學府,即使在他臨終的時候,還不忘叮嚀他的太太:
「要捐一百鎊給尼爾生學院,你會了解我的理由....。」「要捐一百鎊給尼爾生學院,你會了解我的理由....。」
說完,又再一次叮嚀:「記住,一百鎊...給...尼爾生學院....」說完,又再一次叮嚀:「記住,一百鎊...給...尼爾生學院....」
無疑的,尼爾生學院,是一所設備完善的學校。無疑的,尼爾生學院,是一所設備完善的學校。
拉塞福在學校的表現相當突,出成績也一直名列前矛,他在數學及物理上的良好基礎,可說是在這個學院奠定起來的。拉塞福在學校的表現相當突,出成績也一直名列前矛,他在數學及物理上的良好基礎,可說是在這個學院奠定起來的。拉塞福有一顆聰明的腦袋和堅強的意志。拉塞福有一顆聰明的腦袋和堅強的意志。但是他不像書呆子那般,整天埋首在書堆中。但是他不像書呆子那般,整天埋首在書堆中。假日,他除了整理庭園、幫忙家務外,並且常到父親的鋸木廠和亞麻廠工作。假日,他除了整理庭園、幫忙家務外,並且常到父親的鋸木廠和亞麻廠工作。
一八九0年,拉塞福進入坎特布里學院。一八九0年,拉塞福進入坎特布里學院。就在這個時候,不幸的事情接連發生了。就在這個時候,不幸的事情接連發生了。有一天,拉塞福的兩個弟弟乘著一條船,行駛在桑德斯河上,風浪很大,船在大河中不穩的搖擺著,忽然,一個大浪打來,船就翻覆了,他的兩個弟弟隨即失去了蹤影。有一天,拉塞福的兩個弟弟乘著一條船,行駛在桑德斯河上,風浪很大,船在大河中不穩的搖擺著,忽然,一個大浪打來,船就翻覆了,他的兩個弟弟隨即失去了蹤影。父親和哥哥們沿著河岸,找尋了三個月,卻找不到兩個弟弟的屍體。父親和哥哥們沿著河岸,找尋了三個月,卻找不到兩個弟弟的屍體。他的母親悲傷不已,臉上也看不見往日的歡笑了,拉塞福也難過好些日子。他的母親悲傷不已,臉上也看不見往日的歡笑了,拉塞福也難過好些日子。不,久他的父親又在工作中受了傷,折斷五根肋骨。不,久他的父親又在工作中受了傷,折斷五根肋骨。康復以後,政府卻中止了購買枕木的契約,父親覺得這樣下去,無法維持一家的生活,便騎著馬從威靈頓出發,往北方走去,打算尋找一塊適合種植亞麻的地方,終於在旁加列胡,買下了一塊土地,全家也隨著搬到旁加列胡。康復以後,政府卻中止了購買枕木的契約,父親覺得這樣下去,無法維持一家的生活,便騎著馬從威靈頓出發,往北方走去,打算尋找一塊適合種植亞麻的地方,終於在旁加列胡,買下了一塊土地,全家也隨著搬到旁加列胡。父親專心做著亞麻生產的工作一不久就發達起來了。父親專心做著亞麻生產的工作一不久就發達起來了。
在坎特布里學院,拉塞福很幸運的遇見了兩位他最敬仰的教授,一位是教數學的科克;一位是教物理和化學的畢克頓。在坎特布里學院,拉塞福很幸運的遇見了兩位他最敬仰的教授,一位是教數學的科克;一位是教物理和化學的畢克頓。在他們的引導下,拉塞福對科學研究的好奇心,愈來愈強烈,尤其是畢克頓的實驗室,使他獲得許多基本的技術和知識。在他們的引導下,拉塞福對科學研究的好奇心,愈來愈強烈,尤其是畢克頓的實驗室,使他獲得許多基本的技術和知識。

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