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第十四章 原子模型

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“这,这是怎么回事?”

“电子穿越了铝箔,这是不是铝箔太薄了。”

这个法师的话刚落,立刻就被旁边的法师怼到:“你是蠢吗?铝箔再薄那也是致密的一层,不,是许多层的原子,既然电子能够透过去,则说明这些原子之间留有比想象中还远的空隙,不不,铝箔是固体不是气体,这表示...原子内部有比我们想象的还大的空隙。”

被怼的法师直到自己犯了常识性的错误,默默的低头,不敢继续说话。

下面的法师纷纷的开始讨论,说话声越来越大,嘉一识趣的在台上不说话,一直等下面的讨论变小了一些,他才继续开口。

“我们看这些感光纸,在铝箔之后的感光纸上有最多的电子产生的光点,而在其余方向,散射出的电子数量要少许多。这意味着,原子的内部并不是致密的,而是存在大量的空隙,当然,这也可能是因为电子的质量太小,体积也太小。如果按照布鲁赫法师提出的模型,即是原子的质量均匀分布在原子之内,只需要留有一些空隙这些电子就能够穿越过去。”

听了嘉一的解释,大家也慢慢反应过来,凭借这个实验并不能说明什么。只见嘉一又拿出来一张金箔,说:“我们在研究放射性物质时发现了三种射线,一种就是电子,另外两种一种带正电,另一种不带电,通过实验测算,我们能够发现,其中一种射线就是失去了电子的氦原子核,如果我们用这种射线来撞击金箔,又会发生什么呢?”

听了嘉一的讲述,下面你的法师将目光又集中到嘉一的实验上。

氦原子核就是阿尔法射线,由2个质子和2个中子组成,很快这些射线撞击到金箔之上,绝大部分的氦原子核都穿越了金箔,但是很快,他们这次观察到了被偏转了很大角度的氦原子核。

“如果按照布鲁赫法师的模型,原子内部质量均匀分布的话,那这种大角度的反射是不应该存在的,就像是你射出去一只利箭,却被一张普通的纸给弹回来了一样。”

这种情况不是达不到,但条件却很苛刻,需要经历多次的散射才能达到这种效果,几率于观察到的情况相去甚远。他们现在观察到的大角度反射情况并不多,数千次粒子流只有一次大角度反射回来,但相比多次散射的几率,这种概率已经算很大了。

“如果我们的金原子核内的质量均匀的分部在原子核内,只凭借原子内的质量是无法阻挡氦原子和,更别说将他们弹射回去。经过我们的计算,如果要将氦原子弹射回去,需要将原子内的质量全部都集中到一点才可以。”

嘉一给了他们一些反应的时间,停顿了一会才继续说:“这表明,原子的内部应该存在一个致密的原子核,而且这个原子核集中了原子内的大部分质量。”

“原子核?”一个法师站起来,“如果质量都集中在一起,那么电子是怎么分布的呢?”

“电子轨道,在我的设想中,应该像是围绕太阳的行星一样,电子在不停的围绕着原子核运转。相互之间的电磁力维系着电子围绕原子核运转,就像是牵引行星的引力一样。”

下面的法师还有疑问,但还没等他说出口,嘉一就继续说:“但是单纯的电磁力是无法满足正负电荷之间的电场力的稳定性要求,所以我认为,电子并不是单纯的围绕着原子核运转,而是分成一个个的能级,有不同的轨道。电子在一些特定的可能轨道上绕核作圆周运动,离核愈远能量愈高;当电子在这些轨道上运动时,原子不发射也不吸收能量,只有当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时原子才发射或吸收能量...”

他在对方的质疑还没有提出来之前,就堵上了这一个漏洞,让对方憋得有些难受,说了一句“我暂时没有什么问题了”,便闷闷的坐下。

他说的其实就是原子的波尔模型,算是给原子结构一步到位了,在中学的时候,课本上交的就是波尔模型,这理论延伸开还有每个轨道上关于电子个数的,最外层电子个数让各种不同的电子体现出不同性质,最外层电子个数相同的,表现出相近的化学性质,就是同族。

不过这次嘉一没有将这个给抛出来,要一点一点的来,让大家有个慢慢适应的过程,或许有其他人也能发现这一点。

其实以量子理论来说,波尔模型当然不是完善的,因为电子也有波粒二象性,在原子内部并不一定以粒子形态存在,也就没有什么轨道的说法。有一种说法就认为电子在原子内部就是一团概率云,只是坍缩的时候会出现在轨道上,表现出来就是电子有了轨道。

但这种说法太超前了,现在就连普朗克常量都没出来,黑体辐射的问也没有完全解决,提出这种概念还太早,而且也太难以让人接受。

中学的课程上之所以使用波尔模型,就是这种模型更容易理解,虽然这是一个经典模型,流传到时间很广,但是在科学界存在的时间却并不长,就被后续的电子云模型取代。但这个模型承前启后,一直到嘉一穿越之前,都是一个很好的近似。他描绘的原子结构图虽然过时,却是如此的形象生动,一直是大众心目中的标准样式,甚至代表了科学的形象。

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