开发原子模型
- 对原子是什么的理解改变了经过漫长的时间
- 先后开发了不同的型号,然后替换为新证据从实验中发现
- 一个模型一种描述事物的方式是为了解释它的行为方式吗
原子的早期模型
- 希腊和印度哲学家是第一个尝试并描述万物由更小的部分组成这一观点的人
- 希腊哲学家德谟克利特(Democritus)认为,尽管物体可以被切成更小的碎片,但最小的碎片会被切成更小的碎片不可分割的(不能再剪了)
- 希腊语中“不可分割的”是atomos
- 因此,在发现电子之前,原子最初被认为是不能被分割的微小球体
- 后来的模型把原子描述为小的实心球体
JJ Thompson的李子布丁模型
- 19世纪末,物理学家约瑟夫·乔恩·汤普森发现了电子
- 这个新的证据意味着需要一个更好的原子模型
- 汤普森提出李子布丁模型
- 原子被认为是由带负电荷的电子(“李子”)在带正电荷的“面团”或“布丁”中组成的。
J·J·汤姆逊认为原子是一个带正电的质量,里面嵌有带负电的小电子——有点像葡萄干布丁
- 众所周知,电子比原子小得多,所以它们应该嵌入在较大的原子中是有道理的
- 由于电子带负电荷,所以原子的其余部分就会带正电荷,使原子整体呈中性
卢瑟福粒子散射实验
- 1909年,一群科学家正在研究葡萄干布丁模型
- 物理学家,欧内斯特·卢瑟福是在指导他的两个学生,汉斯·盖革和欧内斯特·马斯登进行这个实验吗
- 他们正在指挥一束阿尔法粒子(他2+离子)在薄金箔上
- 他们预计阿尔法粒子会穿过金箔,可能会稍微改变方向
- 相反,他们发现:
- 大部分的阿尔法粒子直接穿过的衬托
- 一些阿尔法粒子改变了方向但继续通过箔
- 一些阿尔法粒子反弹拆开金箔
- 这种反弹不能用葡萄干布丁模型来解释,所以必须创建一个新的模型
当阿尔法粒子向薄薄的金箔发射时,大多数粒子会直接穿过,一些会发生偏转,只有极少数会直接反弹回来
- 欧内斯特·卢瑟福从实验结果中得出了不同的结论
- 下表描述了从上图中A、B、C的发现和结论:
Alpha散射结果和结论表
核模型
- 卢瑟福提出了核模型原子的
- 在核模型中:
- 近所有原子的质量集中在中心原子(在原子核中)
- 的核是积极带电
- 消极的带电电子绕原子核一段距离
- 卢瑟福的核模型取代了葡萄干布丁模型
- 核模型比葡萄干布丁模型更能解释实验观测结果
核模型取代了葡萄干布丁模型,因为它能更好地解释卢瑟福散射实验的观测结果
原子的玻尔模型
- 1913年,丹麦物理学家尼尔斯·玻尔提出了一个改进的原子模型
- 他用核模型创建了他的模型
- 在波尔模型关于原子:
- 电子绕原子核运行不同的距离
- 不同的轨道距离称为能级
- 第一能级最多有2个电子绕轨道运行
- 最多8个电子可以在第二能级上绕行
- 最多可以有8个电子在第三能级上绕行
在玻尔的原子模型中,电子以不同的能级轨道运行,这些能级与原子核的距离不同
玻尔模型的成功
- 玻尔模型成为公认的模型,因为:
- 它能比原子的核模型更好地解释不同实验的结果
- 它能够解释的过程吸收而且发射电磁辐射
- 采用玻尔模型进行的理论计算与实验结果吻合较好
原子模型的变化
- 随着时间的推移,人们对原子结构的理解发生了变化
- 原子的最佳模型是最能解释实验证据的模型
- 随着收集到的证据越来越多,模型也得到了改进
- 下图显示了原子不同模型的时间轴
科学模型是用来解释观测结果的。原子模型在历史上不断变化和改进
工作的例子
解释:
a)为什么卢瑟福的α散射实验导致了一个新的原子模型,称为核模型,并取代了“葡萄干布丁”模型。
b)为什么实验结果和预测相同很重要。
(部分)
-
- 金箔实验的实验结果不能用葡萄干布丁模型来解释
- 因此,葡萄干布丁模型不被认可,一个新的模型,核模型,被设计来匹配结果
部分(b)
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- 如果预测是正确的,那么这就证明了核模型是正确的
考试技巧
在考试中,你需要能够描述JJ Thompson的李子布丁模型的特征,但你不需要知道电子是如何被发现的(这是A Level课程的内容),也不需要知道非常早期的原子模型。必威就是betway试着记住不同之处优势后期的模型比早期的模型更好。