原子核结构(卢瑟福提出的关于原子的太阳系模型)
19世纪末以前,原子一直被认为是不可分割的最小物质单元。
1897年,英国物理学家汤姆逊(J.J.Thomson,1856-1940)通过气体导电实验发现了电子。他提出:既然原子内部存在带负电的电子,而原子又呈现中性,就还应有带正电的不明粒子。汤姆逊还提出了类似果仁面包的原子结构模型:带正电的粒子均匀分布并充满于原子内部,带负电的电子镶嵌其中。
1903年,汤姆逊的学生、英国物理学家卢瑟福(E.Rutherford,1871-1937)用射线轰击原子,发现了带正电的、质量和整个原子差不多、体积比原子小得多的原子核。1912年,卢瑟福提出了原子的行星结构模型——原子核犹如太阳系中的太阳,电子象行星一样围绕原子核运转。后来,卢瑟福和他的学生、英国物理学家查德威克(J.Chadwick,1891-1974)又分别发现了原子核中带正电的质子和中性的中子。
此后,丹麦物理学家玻尔(N.Bohr,1885-1962)和德国物理学家薛定谔(E.Schrödinger,1887-1961)分别用量子论和量子力学阐释了电子的运动规律,为原子结构模型提供了理论基础。
电子和原子结构的发现,标志着人类对微观世界的探索进入了亚原子时代,并导致粒子物理学与核物理学的诞生。
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