【正文】
ts were charged in some way and their motion in electric fields observed. A relatively straightforward measurement of the mass of the oil droplets enabled the charge of the charge of the electron to be measured. The famous experiments carried out by Millikan between 1909 and 1916 gave a value for this charge as 177。 .002 1019 coulomb, less than 1 percent lower than that accepted today. This, bined with Thomson’s results, gave a value for the electron’s mass of approximately 9 1031 kg. Fig. Schematic diagram of . Thomson’s cathode ray tube Electrons emitted by the cathode are accelerated through the anode. The beam of electrons hits the phosphorescent screen, producing a luminous spot. The measurement of electric charge made possible a direct measurement of atomic masses. Back in 1830, Faraday had carried out experiments on electrolysis. He had used his results to suggest that if matter were atomic, then electricity should also be atomic, but the converse is also true. The flow of electric current between two metallic plates in an electrolyte results in a measurable in increase in the mass of one electrode. The mass of metal deposited per unit charge flowing can be measured. Assuming that the motion of atoms between electrodes in due to the fact that each atom in the electrolyte carries a specified number of excess electrons, the mass of a single atom can be calculated. The investigation of cathode ray tubes produced another important line of experimentation. In 1895 R246。事實(shí)上,當(dāng)時(shí)一所有影響力的學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo)德國(guó)物 理學(xué)家馬赫認(rèn)為原子模型僅僅是一個(gè)沒(méi)有現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)上有用的圖片。在19 世紀(jì) 70 年代,在真空泵施工技術(shù)的改進(jìn)已使制造電極管和無(wú)形射線的發(fā)現(xiàn)成為可能,電極管是一電負(fù)電極(陰極)和電正極(陽(yáng)極)組成的。起初,曾經(jīng)有過(guò)很大的爭(zhēng)議的性質(zhì),而由湯姆孫在 1897 年一系列實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論表明,該陰極射線是一個(gè)大概在陰極(圖 )原子發(fā)射帶負(fù)電荷的粒子流組成。到了世紀(jì)之交,這些粒子,被稱(chēng)為電子,可以測(cè)量到相當(dāng)高的精度。實(shí)驗(yàn)最成功的是,油滴被控以某種方式及其在電力領(lǐng)域的宏觀粒子的運(yùn)動(dòng)情況。著名的實(shí)驗(yàn)由密立根在 1909 年和 1916 年間被做出,并且發(fā)表了測(cè)量結(jié)果為 177。這與湯姆遜的結(jié)果相結(jié)合,給出了一個(gè)電子的約 9 1031千克。早在 1830 年,法拉第進(jìn)行了電解實(shí)驗(yàn)。電流在兩個(gè)金屬板之間的電解質(zhì)中流動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)可衡量電極質(zhì)量增加的結(jié)果。假設(shè)原子在電極之間的原因在于電解液中的每個(gè)原子帶有指定數(shù)量的的電量,那么單個(gè)原子質(zhì)量可以計(jì)算出來(lái)的。對(duì)電子束打熒光 屏,產(chǎn)生光點(diǎn)。 1895 年倫琴發(fā)現(xiàn)了陰 極射線撞擊在玻璃或金屬產(chǎn)生了一個(gè)新型的射線 X 射線。 1906 年馬克思證明,波速度等同于光實(shí)驗(yàn)誤差之內(nèi),成為普遍接受了 X 射線像光電磁輻射,但具有更短的波長(zhǎng)。這些衍射圖給出了第一個(gè)原子的存在和它們的大小直接證據(jù)。 圖 在鹽原子晶格由 X 射線衍射造成的勞厄衍射圖案。雙方可以通過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)和磁場(chǎng),因此推定為帶電粒子組成。在另一方面,α射線有相當(dāng)多的巨大的質(zhì)量。這在 1909 年盧瑟福和羅伊茲被證實(shí)了,是由開(kāi)成一個(gè)密封的容器并表明它積累的氦。 這個(gè)實(shí)驗(yàn)也證實(shí)有關(guān)的原子序數(shù) Z 的物理意義,這個(gè)數(shù)字已經(jīng)提出來(lái)定義周期表中元素的順序。對(duì)α粒子與氦原子的鑒定表明, Z也表示一個(gè)特定原子的電子數(shù)。更有趣的是,電子似乎是一個(gè)原子的組成部分,這表明原子存在一些內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 如上所述,原子質(zhì)量的直接測(cè)量,可使用電解。電極之間的電位差會(huì)導(dǎo)致電流,流在陰極上的一些銅的沉積。陽(yáng)極和陰極浸泡在電解液中如硫酸銅溶液。 幾種假設(shè)要作出。第二,利用化學(xué)知識(shí),銅的化學(xué)價(jià)是從理論的合理推斷,如果假定,從化學(xué)鍵的電子交換的結(jié)果,而最輕的原子,氫,只有一個(gè)單獨(dú)的電子交換。最后一個(gè)假設(shè)是,所有的銅離子吸附在陰極積累下去,并進(jìn)一步取得電子再次成為電中性。 實(shí)驗(yàn)可以進(jìn)行不同內(nèi)容和結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)的原子理論和價(jià)理論。這原來(lái)是 1027 公斤,約為一個(gè)電子質(zhì)量的 1800 倍。唯一的問(wèn)題是,除非在材料樣品的原子排列成一個(gè)規(guī)律,否則答案是沒(méi)有什么意義。該晶體結(jié)構(gòu)的尺寸可以計(jì)算出來(lái)。立方晶格是由帶正電荷的鈉離子和帶負(fù)電的氯離子之間的吸引力共同構(gòu)建的。 如果 M 公斤的氯化鈉和ρ是晶體的密度,每公斤分子體積 /VM?? 每公斤分子有 2N 個(gè)原子,其中 N 是阿伏伽德羅數(shù)。 當(dāng)然,這種計(jì)算方法只能告訴我們的原子之間的中心距離,也是最大可能為一個(gè)原子大小的距離。 原子的核模型 圖 原子的經(jīng)典模型。體積小,帶負(fù)電荷在一個(gè)密集的帶正電的電子體中運(yùn)動(dòng)。絕大多數(shù)質(zhì)量和所有的正電荷集中在一個(gè)相對(duì)小的核心,由電子所包圍。原子核應(yīng)至少小 1000 倍,電子更小許多倍了。原子核的大小會(huì)比原子小極多(圖 (尺寸 b))。然而更重要的是,該模型給出的理論能夠較 好的符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 圖 (電荷 +2 e)在該核(電量 +Ze)的散射路徑。力 F 是靜電斥力。首先,它有一定的動(dòng)能,其軌跡用相對(duì)單一的α粒子偏轉(zhuǎn)來(lái)表達(dá)。 α粒子的有 +2e 的電量和它與核的力是由庫(kù)侖定律給出。 開(kāi)始α粒子遠(yuǎn)遠(yuǎn)不 夠遠(yuǎn)離原子核,他們的相互作用力是微不足道的,軌跡平行于χ軸。靜電斥力意味著粒子存在偏轉(zhuǎn)角Θ,而且很明顯,小 b 的值,偏轉(zhuǎn)角Θ更是研究意義。然而,粒子的運(yùn)動(dòng)方向改變了,動(dòng)量守恒定律給出了動(dòng)量的變化(圖 ) ? ?21 2 sin / 2p p p m ?? ? ? ? ? ( ) 其 中 m 是粒子的質(zhì)量,速度υ。因此, 02 sin ( / 2 )p m F d t? ?? ? ? ? ? ( ) 圖 顯示了 F 方向的粒子特定位置,通過(guò)角φ的定義,就表明了對(duì)稱(chēng)性,可以看出,在積分( )由下式給出 00 c o sI F dt F dt??????? (因?yàn)樵摲e分式是χ軸方向, Fsinφ,必須是零對(duì)稱(chēng))。 最后,( dt/dφ)等于 1 /ω其中ω是角的粒子的開(kāi)始速度。