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文档简介

1、核外电子如何运动？,材研1002,汤姆生发现了电子,在二十世纪的前十年里，科学家们提出了几种原子模型，其中最有影响的是汤姆生提出的原子模型他认为，原子是一个实心球体，正电荷均匀分布在整个球内，电子则象枣糕里的枣子那样镶嵌在球内。提出了“西瓜”模型。,汤姆生的原子模型能够解释一些实验事实，但是没过几年就被卢瑟福发现的新的实验事实否定了,卢瑟福提出的原子核式结构模型,Rutherford （卢瑟福）在19091911年间，用粒子穿透金箔实验说明原子不是实体球，而是有一极小核，但原子的质量几乎全部集中在核上，提出“行星绕太阳”模型。 在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部

2、质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转,“依我看，原子像个太阳系，不像西瓜，它的中心有个体积极小的带正电的核，好像太阳一样，带负电的电子在核外分层绕核旋转，正像行星绕太阳一样”,卢瑟福模型中电子运动分析,按照经典理论，电子绕核旋转时要辐射能量，因而它的速率不断变化，频率也逐渐改变，所辐射的电磁波应是连续谱，而不是线状谱；同时，电子绕核旋转的半径不断减小，最后要跌入核内，因而电子将成为一个不稳定的系统。,当电子辐射电磁波时，它自身的能量将逐渐减小，由此可见， 辐射场必然会对电子产生反作用，这种作用力称为辐射阻尼力,事实上，严格说来电子运动的轨道并不是圆周，而是螺旋线,如图所示，

3、O点为原子核所在位置， P点为某时刻电子所在的位置，曲线PA为以O为圆心的圆弧设电子以逆时针方向沿螺旋线轨道PB旋转过P点作螺旋线的切线 PC和法线 PD，此时 PD跟圆弧半径PO不重合，两者之间形成一个不为零的夹角.将原子核对电子的作用力 F分别向轨道切线方向和轨道法线方向分解，因为 PD跟 PO不重合，,所以F的切向分量 Ft 将不为零，且 Ft 跟速度同向。Ft和辐射阻尼力 f 的合力也跟速度同向，正是这个合力产生了电子运动的切向加速度， 才使电子的速率得以不断增大,我们看到， 辐射阻尼力的存在，引起了电子轨道由圆弧向螺旋线的转变,应当说明，根据计算可知，电子由最初半径为 1 0 - 1 0 m，沿螺旋线运动到原子核，所需时间约为 1 0 - 8 s ，若以电子的初速度为 1 0 6 ms 估算， 在这期间电子至少要绕核旋转几十万周，因此事实上很小 ( 图中对此作了夸大 ) ，其余弦值非常接近于 1 ，在前面以圆弧轨道代替螺旋线轨道 ，所引起的误差是 很小的,建立在量子力学基础上的原子理论，核外的电子并没有确定的轨道，电子在核外的运动情况，通常用“电子云”来形象

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