人工元素嬗变的发现和发展

一、人工元素嬗变的思想起源1.原子核模型的确立 1909年,英国物理学家卢瑟福的助手盖革(G.Geiger)和研究生马斯顿(E.Marsden)在卢瑟福的指导下,用放射源镭C放射出的α粒子轰击金箔,有很多入射α粒子被反射,这使得卢瑟福很惊讶。因为这种α粒子大角度散射的发生,用J.J.汤姆孙提出的原子模型是不可能给出合理的解释的.为了解释这种现象,1911年卢瑟福提出有核原子模型,并被以后的实验所证实.原子有核模型的确立,使原子理论的研究进入一个新的阶段,为人工元素嬗变奠定了基础.2.人工打破原子核思想的起源 盖革和马斯顿进行α粒子的散射实验,是…     

卢瑟福散射与原子的有核模型

回顾了卢瑟福散射实验,并从原子的有核模型的建立引出一些思考。     

α粒子散射截面新解

原子的核式结构模型可通过α粒子的散射得到证实。α粒子的散射理论是原子物理教学的重要内容。但因卢瑟福散射公式需利用理论力学的知识方能推导，导致该部分内容在普通物理教学中只能简单介绍而无法深入展开。本文介绍了一种适用于普通物理教学的求解α粒子散射截面的新方法。     

弱源—表面镀膜式α散射实验

一、引言α粒子散射实验是原子物理学发展中极为重要的早期实验之一。1910年卢瑟福(E.Rutherford)、盖革(H.Geiger)和马斯顿(E.Marsden)等用α粒子射击重金属箔,结果,粒子被分别散射到不同方向上,并发生了大角度散射,由此诞生了卢瑟福的原子行星模型。随着量子理论的发展,现在对原子结构有了进一步的认识。但在非相对论量子力学中,散射截面的计算与经典的卢瑟福公式相同。因     

原子有核模型的提出——纪念卢瑟福诞生120周年

卢瑟福是举世闻名的科学家,他的科学生涯经历了现代科学革命的重要阶段,为现代科学的发展做出了不朽的贡献.80年前(1911年)他提出了原子有核模型理论和著名的散射定律,历经了近一个世纪的科学实践的考验,这一重大成果仍以“科学史上最杰出的里程碑”矗立着.现在,让我们沿着卢瑟福探索的足迹,追溯他思想的脉络,展现他卓越的科学方法,必定会得到有益的启示. 原子有核模型理论是科学发展的必然产物,是卢瑟福所说的“20世纪是物理学的英雄时代”的时代的产物.卢瑟福的研究工作及其卓越的才能则为这一重大发现奠定了基础. 19世纪末至20世纪初物理…     

原子的核模型

卢瑟福所提出的原子的核模型,为我们探讨原子结构打下了基础。本文将对原子的核模型的理论和实验,较系统、详细地加以介绍。做为教师们教学时的参考。     

卢瑟福的“炮弹”能弹回来吗?

原子物理学的核心概念是原子模型,在所有原子物理学教材中,原子的汤姆逊模型对α粒子的散射均是最为基础的内容.但在教学过程中,一般只从经典力学出发对α粒子的散射进行理论推演,而少有对相关误差传递及数理统计知识的阐述.本文从力学与数理统计的相关理论出发,对卢瑟福散射实验中α粒子大角度散射概率进行估算,并以此结果说明在教学过程中加强多学科知识融合能力的培养是提高学生科研能力的关键步骤.     

用APPLE—Ⅱ模拟演示α粒子散射实验

1909年盖革和马斯登在卢瑟福指导下进行的α粒子散射实验,对卢瑟福建立原子的核式结构模型起了关键的作用。现行高中物理教材都讲述了这个实验,但限于条件,中学里无法开设这个著名的经典性实验。我们利用APPLE—Ⅱ微机模拟演示α粒子的散射实验,取得了较好的效果,现介绍如下。     

纪念尼尔斯·玻尔诞生一百周年

1985年是国际著名的丹麦物理学家尼尔斯·玻尔诞生一百周年。尼尔斯·玻尔是物理学一个新时代的开创者之一,他对物理学的贡献连绵不断、经久不息,他还带动许多人的科学研究。培育了许多后起人才.他真是科学巨人,一代大师.值此他诞生一百周年,我们应热忱纪念.1911年英国物理学家卢瑟福通过α粒子的散射实验断定原子中带正电部分的半径只有 10-13厘米的数量级,而从其它实验事实可知原子整体的半径是10-8厘米的数量级.在这些实验结论的基础上,尼尔斯·玻尔结合光谱观察到的事实,进一步发展了原子结构的理论,提出了电子在核外空间运动能量是量子…     

原子汤姆孙模型中α粒子散射角的计算

利用原子的汤姆孙模型和经典力学的方法,具体计算了α粒子穿过原子时产生的散射角.最后从理论值与卢瑟福散射实验结果的矛盾否定汤姆孙模型.     

高电荷态离子与原子碰撞激发

高电荷态离子与原子碰撞激发原子碰撞物理实验是在研究微观粒子的结构、能级、碰撞过程、能量输运过程的基础上发展起来的．通过粒子与原子的碰撞，使我们对原子的内部结构有更进一步的了解．例如：卢瑟福由α粒子的碰撞实验发现原子中心有一个核，从而他提出了核式原子模...     

原子核的空间结构

核模型的发现在卢瑟福研究原子散射α粒子时发現湯姆孙的原子模型不正确、正电荷不是按整个原子連续地分布,而是集中在它的中部——核之后,原子核物理学就产生了。这是一个革命的事件,它改变了物理科学发展的全部进程。电子——在它身上集中的全是負电的粒子——的发现只是推翻原子的旧概念的第一步。     

金属团簇物理

即使已经有了更基本的复杂理论,科学家也经常在简单模型的基础上,建立起最富有前景的研究领域.建立这些模型是为了对实验观察结果进行必要的解释.如果这些模型是正确的,那么它不仅能满意地解释各种数据,还能成功地预言新的结果.这些“正确的”模型还应和已有的基本理论相吻合,或者可从基本理论导出.原子的玻尔模型是一典型的例子.最初汤姆孙提出了“葡萄干布丁式”的原子模型,即作为负电子的“葡萄干”浸没在正电荷的球形布丁内.卢瑟福的散射实验说明它应该被核式原子模型所取代,后来的光谱数据又导致了玻尔的壳层模型,它得到了量子力学的证…     

原子核壳模型发现前后

 大约四十年前,梅耶和詹森分别独立地提出了原子核壳模型,成功地解释了幻数等原子核结构的主要特性.虽然这个模型并未最终解决原子核结构问题,但它应作为研究原子核结构的基础模式已为世人所公认.因此,梅耶、詹森和对群论在核谱学上的应用作出重大贡献的魏格纳一起荣获了1963年度诺贝尔物理学奖金。本文介绍发现原子核壳模型的前后经过.卢瑟福发现原子内有核存在在1906年卢瑟福发现α粒子散射现象以后,盖革和马斯顿做了大量α粒子散射的研究工作.     

α粒子散射与原子核大小的测量

根据α粒子散射实验,卢瑟福在１９１１年提出了如下的原子核式结构学说：原子中的正电荷不是均匀地分布在原子大小的整个球内,而是集中在比原子体积小得多的体积内,他把这个比原子小得多的体积称为原子核,它含有除电子质量以外的原子的全部质量,电子散布在校外整个区域绕核旋转．从这一模型出发,我们可以简化α粒子与原子碰撞的模型如下： 当用α粒子轰击原子时,由于α粒子比电子重７４００倍,从动量的观点来看,原子中的电子引起α粒子的偏转是微不足道的．因而在用α粒子轰击原子时,可以忽略电子的作用,α粒子就仅受到原子核的…     

从静电稳定条件看原子结构

通过对静电体系稳定的平衡条件的研究, 认识到只有静电力的体系不能得到稳定的平衡. 从这个结论 看原子结构, 卢瑟福核式的原子模型取代汤姆逊的原子模型具有深刻的理论基础     

关于卢瑟福的点滴回忆

今年10月19日是伟大物理学家卢瑟福逝世五十周年,作为他的学生和他的事业的一个追随者,我愿在这里就自己多年的体验和感受,谈以下几点回忆与感想,以表对卢瑟福的怀念之情. 卢瑟福是一位伟大的科学家、伟大的教师和科研工作的杰出组织者与领导者.他对现代科学的发展作出了不朽的贡献. 卢瑟福一生在放射性实验和理论,原子物理和核物理研究方面的成就是巨大的.而这一切成就的取得无不源于他严肃认真的研究作风,实事求是的科学态度,以及对科学实验的精通和重视.他在著名的a粒子散射实验中,通过对从小角散射到大角散射的观测,启发了他创立原子有…     

一堂物理课

 我是一位中学教师,我深爱《现代物理知识》,在讲授《卢瑟福核式结构》一课时,我向同学们言简意赅地介绍了那上面的一篇文章:《原子核壳模型发现前后》.当我讲述卢瑟福提出有效模型是怎样成功地解释盖革与马斯顿的实验结果时,同学们顿时活跃起来,纷纷想一展身手,体验一次科学发明的过程.然而,物理上的每一个发现,都是科学家凭借坚实的理论基础和实验事实而获得的.在教师的指导下,同学们通过阅读教材,得出了如下结论:“如果是枣糕式模型,α粒子穿过原子内部时,它受到原子内两侧的斥力相互抵消,使α粒子偏转不会很大”.     

原子核的电荷恰等于原子序数吗?

基本粒子的电荷为一恒值,这是物理学中一个很基本的假定.我们化多年的业余时间调查研究了有关基本粒子电荷的实验依据,着重的分析了有关测定原子核荷的实验资料,得出核荷以一定规律偏离原子序数,从而推出基本粒子的电荷可能随粒子所处的状态(或能量)而变化.最近在整理本文时看到国外 Leiby等有类似的想法,提出电荷与能量互为转换.下面将我们工作的主要结果提出来供同志们讨论. 一、对核荷的传统看法 及其实验依据 核荷就是指原子核所带的电荷.卢瑟福(Rntherford)1911年首先用a粒子散射原子发现原子有核存在,原子核带正电荷,核外电子带负电…     

超冷(36D5/2+6S1/2)里德伯分子的制备及其电偶极矩的测量

里德伯-基态分子由一个里德伯原子和一个基态原子组成,束缚机制是里德伯电子与基态原子的低能电子散射相互作用.理论上,通过低能电子散射Fermi赝势模型,数值计算了铯(36D_5/2+6S_1/2)里德伯-基态分子的绝热势能曲线,提取了里德伯分子的束缚能和平衡核间距等光谱参数.实验上,利用双光子光缔合技术成功制备了散射三重态(^T∑,Triplet)和散射单重态-三重态混合(^S,T∑,Mixed)形成的里德伯-基态分子,获得了里德伯分子的光缔合光谱,测量的势阱深度与理论计算结果相吻合.另外,以散射三重态为例,分析了里德伯分子的光缔合光谱在外加电场中的展宽现象,获得其平均永久电偶极矩|d|为(12.10±1.65) Debye ((4.76±0.65)ea₀),与理论计算结果保持一致.该研究为实验上制备D态里德伯-基态分子提供了可行的实验方案,对理解里德伯分子的光谱特性具有重要意义.