1909?911年英國物理學(xué)家盧瑟福與其合作者做了用α粒子轟擊金箔的實驗.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粒子散射實驗.為了解釋這個結(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).請你利用α粒子散射實驗結(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：點電荷的電勢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.

答案：
解析：

 解析：由于是估算，我們可以取極少數(shù)被彈回的α粒子為研究對象.當(dāng)α粒子的速度減為0時，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)行計算.

對于極少數(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；它先做減速運動，當(dāng)速度減為0后，反向加速.

當(dāng)α粒子的速度減為0時，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粒子的動能轉(zhuǎn)化為電勢能.

mαv2=,解得：r=

代入數(shù)據(jù)解得：r=4×10-14 m.


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，是1909年英國物理學(xué)家盧瑟福和他的同事們所做的α粒子散射實驗裝置示意圖，此實驗否定了
 
的原子結(jié)構(gòu)模型，據(jù)此實驗盧瑟福提出了原子的
 
式結(jié)構(gòu)模型．

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科目：高中物理 來源： 題型：

1909—1911年英國物理學(xué)家盧瑟福與其合作者做了用α粒子轟擊金箔的實驗.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粒子散射實驗.為了解釋這個結(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).請你利用α粒子散射實驗結(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：點電荷的電勢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.

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科目：高中物理 來源： 題型：

1909～1911年, 英國的物理學(xué)家盧瑟福與其合作者作了用粒子轟擊金箔的實驗.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驗.
(1)根據(jù)以上實驗現(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:
①_________________________________________________;                                                          
②_________________________________________________;                                                            
③_________________________________________________.                                                           
(2)請你從粒子散射實驗估算出原子核的大小.
(下列公式和數(shù)據(jù)為已知:點電荷的電勢計算公式. 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粒子轟擊金箔的實驗．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粒子散射實驗。(下列公式或數(shù)據(jù)為已知：點電荷的電勢，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)以上實驗現(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：

①________________________________；

②________________________________；

③________________________________。

（2）估算金原子(Au)核的半徑大小。

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