上一期我們談到了盧瑟福用阿爾法粒子的散射實(shí)驗(yàn),否定了湯姆遜的棗糕模型,從而提出了原子模型應(yīng)該是原子核式結(jié)構(gòu)模型。形象的說(shuō),該模型像一個(gè)太陽(yáng)系,帶正電的原子核像太陽(yáng),帶負(fù)電的電子像繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)的行星。在這個(gè)“太陽(yáng)系”,支配它們之間的作用力是電磁相互作用力。原子中帶正電的物質(zhì)集中在一個(gè)很小的核心上,而且原子質(zhì)量的絕大部分也集中在這個(gè)很小的核心上。當(dāng)α粒子正對(duì)著原子核心射來(lái)時(shí),就有可能被反彈回去。這就圓滿地解釋了α粒子的大角度散射的現(xiàn)象。但是由于他還是用宏觀的理論去解釋微觀的現(xiàn)象,所以就面臨了一些困難,或者說(shuō)是一些現(xiàn)象無(wú)法解釋。最主要有兩點(diǎn)無(wú)法解釋,我們做一簡(jiǎn)要說(shuō)明。
一是原子內(nèi)部的電子不斷向外輻射能量必然會(huì)導(dǎo)致電子軌道的縮小最終與原子核所帶的正電子中和,事實(shí)并非如此。什么意思呢?,任何物體都在向外輻射能量,所以按照這個(gè)模型,電子向外輻射能量,那么,它的機(jī)械能就會(huì)減少,結(jié)合我們以前所學(xué)的圓周運(yùn)動(dòng)或者萬(wàn)有引力的模型,就可以知道它的軌道半徑就會(huì)變小,如果一直變小,那么這個(gè)原子不就變小了嗎?小到一定程度,原子核和電子不就是正負(fù)電子中和了嗎?然而,事實(shí)并不是如此。
二是核式結(jié)構(gòu)認(rèn)為原子內(nèi)部電子是做軌道運(yùn)動(dòng),既然半徑是慢慢變小,那么無(wú)法解釋觀測(cè)到的原子所發(fā)出的各種不連續(xù)的光譜的頻率。這里我們簡(jiǎn)單說(shuō)一下光譜,所謂的光譜,就是說(shuō)任何一種物質(zhì)都對(duì)應(yīng)著一種光譜,也就是說(shuō)對(duì)應(yīng)著一種不同顏色的光帶,或連續(xù)或不連續(xù)的光帶。光譜如何觀測(cè)呢?有兩種方法,一種是讓被觀測(cè)的物質(zhì)發(fā)光,借用一些專用儀器就可以觀測(cè)到光譜,這稱之為發(fā)射光譜,還有一種方法是用白光照射到被觀測(cè)物質(zhì)的蒸氣上,有一部分光就被蒸氣吸收了,這稱之為吸收光譜。而這種結(jié)構(gòu)恰恰無(wú)法解釋這種不連續(xù)的光譜。怎么辦呢?我們下期再說(shuō)
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