汤姆孙模型
汤姆孙1898年提出的关于原子结构的假设
汤姆孙模型(又称梅子布丁模型枣糕模型葡萄干布丁模型),是汤姆孙(J.J.Thomson)1898年提出的关于原子结构的一种假设,1903年、1907年作出了进一步的完善,认为原子是球体,带正电的物质均匀地分布于球体内,带负电的电子一颗一颗地镶嵌在球内各处的一个个同心环上,第一个环上可放5个电子,第二个环上可放10个,……原子中正负电荷总量相等。
模型介绍
汤姆孙的论文发表於哲学杂志的1904年3月刊,那时候最权威的英国科学期刊。汤姆孙阐明:
我们假定,在原子的内部,有几个粒子,移动于一个正电荷均匀分布的圆球。我们需要解答的问题是 (1) 原子的内部结构细节,也就是说,粒子怎样摆设自己于圆球内? (2) 这结构会给予原子什么样的性质?
——约瑟夫·汤姆孙,《Philosophical Magazine》,March 1904, p. 237-265
汤姆逊认为原子含有一个均匀的阳电球,若干阴性电子在这个球体内运行。他按照迈耶尔(Alfred Mayer)关于浮置磁体平衡的研究证明,如果电子的数目不超过某一限度,则这些运行的电子所成的一个环必能稳定。如果电子的数目超过这一限度,则将列成两环,如此类捱以至多环。这样,电子的增多就造成了结构上呈周期的相似性,而门捷列夫周期表中物理性质和化学性质的重复再现,或许也可得着解释了。
原子处于最低能态时,电子在平衡位置不动。当原子被激发到高能态时,电子在平衡位置上作简谐振动,并发射电磁辐射。汤姆孙模型在解释元素的周期性方面取得了一定的成功,也能定性地解释原子的光辐射,例如,对于氢原子,根据汤姆孙原子模型,可有一个远紫外频率的光辐射,但不能解释实验观测到的大量不同频率的氢原子光谱。虽然汤姆孙模型被1911年原子对α粒子散射的系列实验否定了,但是,“同心环”和“环上只能安置有限个电子”的思想还是可贵的。
参考资料
葡萄干蛋糕模型.中国科学院高能物理研究所.2010-12-30
最新修订时间:2024-12-26 08:20
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