原子物理總結

2021-12-21 14:11:15 字數 910 閱讀 1743

庫倫散射的物理意義:粒子散射後的方向θ與入射時與原子核豎直距離遠近b的關係。

2 盧瑟福公式

i dn=ntn(1/(4πε0)*(z1*z2*e^2)/(4e))^2/(sin(θ/2))^4*dω,dω=2πsinθdθ。

式中dn表示在θ~θ+dθ散射角內的粒子個數,n表示在單位體積內的原子核數,t代表薄箔的厚度,n表示總的打入的粒子數。(dω表示空心圓錐的立體角。)證明看p19.

該公式的物理意義為:n個粒子散射後的各個方向內粒子數dn的多少。

ii 盧瑟福公式

將上述公式兩邊同除以n***ω,把dn/(n***ω)記為σc(θ)後,得到盧瑟福公式:

σc(θ)=(1/(4πε0)*(z1*z2*e^2)/(4e))^2/(sin(θ/2))^4

σc(θ)的單位為m^2/sr(sr為球面度)。也通常記為b/sr,1b=10^-28m^2。

該公式的物理意義為:粒子散射後射到θ方向單位立體角內每個原子的有效散射截面。

5 盧瑟福公式的實驗驗證:蓋革-馬斯頓實驗,p21。

原子核大小的估計:rm=(z1*z2*e^2)/(4*π*ε0*ec) ≡a,其中ec表示質心系能量。

ec=(m』/(m』+m))*el,其中m、m』為入射粒子和靶核的質量,設入射粒子的初速度為v,則el=(mv^2)/2。

6 行星模型的意義及困難

意義:1 最重要的意義是提出了「核式結構」,即提出了以核為中心的概念,從而將原子分為核外與核內兩個部分,並且大膽地承認了高密度的原子核的存在。

2 盧瑟福散射不僅對原子物理起了很大的作用,而且這種以散射為手段研究物質結構的方法,對近代物理一直起著巨大的影響。

3 盧瑟福散射為材料分析提供了一種手段。

困難:1 無法解釋原子的穩定性。

2 無法解釋原子的同一性。

3 無法解釋原子的再生性。

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