15.二十世紀(jì)初,盧瑟福進(jìn)行α粒子散射實(shí)驗(yàn)的研究,改變了人們對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。
(1)如圖1所示,有兩個(gè)α粒子均以速度v射向金原子,它們速度方向所在的直線都不過(guò)金原子核中心.請(qǐng)?jiān)趫D1中分別畫出兩個(gè)α粒子此后的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖;
(2)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后,基本上仍沿原來(lái)的方向前進(jìn),但有極少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)(超過(guò)90°).盧瑟福根據(jù)該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型.為了研究問(wèn)題的方便,可作如下假設(shè):①將α粒子視為質(zhì)點(diǎn),金原子視為球,金原子核視為球體;
②金箱中的金原子緊密排列,金箱厚度可以看成很多單原子層并排而成;
③各層原子核前后不互相遮蔽;
④大角度偏轉(zhuǎn)是α粒子只與某一層中的一個(gè)原子核作用的結(jié)果.
如果金箔厚度為L(zhǎng),金原子直徑為D,大角度偏轉(zhuǎn)的α粒子數(shù)占總α粒子的比例為p,且p?1;
a.請(qǐng)估算金原子核的直徑d;
b.上面的假設(shè)做了很多簡(jiǎn)化處理,這些處理會(huì)對(duì)金原子核直徑d的估算產(chǎn)生影響.已知金箔的厚度約10
-7m,金原子直徑約10
-10m,金原子核直徑約10
-14m.請(qǐng)對(duì)“可認(rèn)為各層原子核前后不互相遮蔽”這一假設(shè)的合理性做出評(píng)價(jià)。