1909—1911年英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福與其合作者做了用α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn).發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進(jìn)；少數(shù)α粒子卻發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)；極少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)角度超過了90°；有的甚至被彈回，偏轉(zhuǎn)角幾乎達(dá)到了180°.這就是α粒子散射實(shí)驗(yàn).為了解釋這個(gè)結(jié)果，盧瑟福在1911年提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說：在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫做原子核，原子的全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn).請(qǐng)你利用α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果估算原子核的大小(保留一位有效數(shù)字).(下列公式或數(shù)據(jù)為已知：點(diǎn)電荷的電勢(shì)U=kQ/r,k=9.0×109 Nm2/C2，金原子序數(shù)79，α粒子質(zhì)量mα=6.64×10-27 kg，α粒子速度v=1.6×107 m/s，電子電量e=1.6×10-19 C.

解析：由于是估算，我們可以取極少數(shù)被彈回的α粒子為研究對(duì)象.當(dāng)α粒子的速度減為0時(shí)，α粒子與金原子核間的距離最小約等于金原子核的半徑.利用能量轉(zhuǎn)化與守恒定律進(jìn)行計(jì)算.

對(duì)于極少數(shù)被彈回的α粒子，受到很強(qiáng)的排斥力，可以認(rèn)為它幾乎接近原子核；它先做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度減為0后，反向加速.

    當(dāng)α粒子的速度減為0時(shí)，α粒子與金原子核間的距離最小，約等于金原子核的半徑；此過程中α粒子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能.

mαv2=,解得：r=

    代入數(shù)據(jù)解得：r=4×10-14 m.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：038

1909年～1911年英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福與其合作者做了用a粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)．發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)a粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進(jìn)，少數(shù)a粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，并且有極少數(shù)a 粒子偏轉(zhuǎn)超過了90°，有的甚至被彈回，偏轉(zhuǎn)角幾乎達(dá)到180°，這就是a粒子散射實(shí)驗(yàn)．(下列公式或數(shù)據(jù)為已知：點(diǎn)電荷的電勢(shì)j＝k，k＝9.0×109N·m2/C2，金原子序數(shù)為79，a粒子質(zhì)量ma＝6.64×10－27kg，a粒子速度va＝1.6×107m/s，電子電量e＝1.6×10－19C)

(1)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能得出關(guān)于金箔中金(Au)原子結(jié)構(gòu)的一些信息．試寫出其中三點(diǎn)：

①________________________________；

②________________________________；

③________________________________．

(2)估算金原子(Au)核的半徑大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

1909～1911年, 英國(guó)的物理學(xué)家盧瑟福與其合作者作了用粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn).發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)粒子穿過金箔后仍沿原方向前進(jìn), 少數(shù)粒子卻發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn), 有極少數(shù)粒子偏轉(zhuǎn)角度超過了, 有的甚至被反向彈回, 偏轉(zhuǎn)角度幾乎達(dá)到.這就是粒子粒子散射實(shí)驗(yàn).
(1)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能得出關(guān)于金箔中Au原子結(jié)構(gòu)的一些結(jié)論.試寫出其中的三點(diǎn):
①_________________________________________________;                                                          
②_________________________________________________;                                                            
③_________________________________________________.                                                           
(2)請(qǐng)你從粒子散射實(shí)驗(yàn)估算出原子核的大小.
(下列公式和數(shù)據(jù)為已知:點(diǎn)電荷的電勢(shì)計(jì)算公式. k=9×109Nm2/C2
金的原子序數(shù)為79. 粒子的質(zhì)量m0=6.64×10-27kg, 粒子的速度v =1.6×107m/s. 電子的電量q=1.6×10-19C.)

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科目：高中物理 來源： 題型：

（8分）1909年～1911年英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福與其合作者做了用α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)．發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進(jìn)，少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，并且有極少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)超過了90°，有的甚至被彈回，偏轉(zhuǎn)角幾乎達(dá)到180°，這就是α粒子散射實(shí)驗(yàn)。(下列公式或數(shù)據(jù)為已知：點(diǎn)電荷的電勢(shì)，k＝9.0×109N?m2/C2，金原子序數(shù)為79，α粒子質(zhì)量ma＝6.64×10－27kg，α粒子速度va＝1.6×107m/s，電子電量e＝1.6×10－19C)

（1）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能得出關(guān)于金箔中金(Au)原子結(jié)構(gòu)的一些信息．試寫出其中三點(diǎn)：

①________________________________；

②________________________________；

③________________________________。

（2）估算金原子(Au)核的半徑大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

（08年婁底市聯(lián)考）英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福和他的助手們?yōu)榱搜芯吭拥膬?nèi)部結(jié)構(gòu)于1909-1911年進(jìn)行了粒子散射實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皩?shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)思想，有下列說法，你認(rèn)為正確的是：（    ）

A．盧瑟福設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)是為了驗(yàn)證湯姆生原子模型的正確性，進(jìn)一步探究原子的結(jié)構(gòu)與組成，試圖有新的發(fā)現(xiàn)與突破。

B．望遠(yuǎn)鏡與接收熒屏之所以設(shè)計(jì)成繞360°角范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，是因?yàn)楸R瑟福在實(shí)驗(yàn)前認(rèn)為粒子可能能穿過金箔，也可能穿不過，而反彈回來。

C．整個(gè)裝置封閉在玻璃罩內(nèi)，且抽成真空，是為了避免粒子與氣體分子碰撞而偏離了原來運(yùn)動(dòng)方向，而不能使粒子垂直轟擊金箔，致使粒子不能穿過金原子。

D．采用金箔的原因是利用金的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定避免粒子與金箔發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

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