卢瑟福的核模型

卢瑟福被推翻汤姆森的模型在1911年他著名的金箔实验中,他证明了原子有一个微小的,大规模的核。五年前卢瑟福已经注意到阿尔法粒子微笑着通过一个洞在照相底片将锋利的图片,而阿尔法粒子光束通过一张云母只有20微米(约0.002厘米)厚会留下深刻印象模糊的边缘。一些模糊粒子与2摄氏度的偏转。记住这些结果,卢瑟福的博士后,汉斯·盖革本科生,欧内斯特·马斯登,改进实验。年轻的物理学家发射α粒子穿过金箔,发现他们的闪光光或在屏幕上闪烁。金箔只有0.00004厘米厚。大部分的阿尔法粒子径直穿过箔,但有些偏离了箔,点击屏幕上的一个位置放置一边。盖革和马斯登发现,在20000年大约一个阿尔法粒子被偏转45°或更多。卢瑟福问为什么有那么多的α粒子穿过金箔而几大大偏转。“这是一样令人难以置信的如果你发射了15英寸壳在一块组织纸,回来打你,”卢瑟福说。

在考虑,我意识到这一点散射向后必须一个碰撞的结果,当我计算我看到是不可能得到任何东西的数量级,除非你把一个系统的大部分原子的质量主要集中在原子核一分钟。就在那时,我有一个原子的概念与一分钟拿着一个巨大的中心负责。

许多物理学家不信任的卢瑟福原子模型因为很难调和原子的化学行为。模型表明,在原子的原子核是最重要的特征,确定其结构。另一方面,终身不懈的元素周期表上的元素曾组织根据元素的原子质量,这意味着质量负责的结构和原子的化学行为。

莫斯利x射线的研究

亨利·格温莫斯利的杰弗里斯一位年轻的英国物理学家杀了第一次世界大战证实,原子核的正电荷透露更多关于比终身不懈的原子的基本结构相对原子质量。莫斯利研究了谱线发出重元素的x射线的区域电磁波谱。他建立在工作通过其他一些英国物理学家查尔斯·格洛弗Barkla,研究了x射线的电子产生的影响金属板,威廉·布拉格和他的儿子劳伦斯曾开发了一种精确的使用方法晶体以反映x射线和测量他们的波长衍射。莫斯利他们的方法系统地应用于测量x射线的光谱产生的许多元素。

莫斯利发现每个元素辐射x射线波长不同的特征。波长和频率以一种固定的模式有所不同根据原子核电荷。他称这个费用原子序数。在他的第一个实验中,进行了1913年,莫斯利是所谓的使用K一系列的x射线研究元素锌。第二年他本系列使用另一个扩展x射线l系列。莫斯利进行他的研究的同时,丹麦人理论物理学家尼尔斯·玻尔发展他的量子壳牌的原子模型。两个授予和共享数据作为他们工作的进展,和莫斯利陷害他的方程玻尔的理论通过确定K系列的x射线most-bound壳牌在波尔的理论中,N= 1壳和识别l一系列的x射线与下壳,N= 2。

莫斯利提出公式的x射线频率密切相关谱线在波尔的公式氢原子。莫斯利显示,在x射线谱线的频率成正比的平方在原子核电荷。比例常数取决于是否在x射线K或l系列。这是波尔使用相同的关系在他的公式应用于谱线的莱曼和巴耳末系。x射线的频率差异的规律允许莫斯利顺序由铝原子序数的元素黄金。他观察到,在某些情况下,按原子质量是不正确的。例如,钴有一个更大的原子质量比镍但莫斯利发现,原子序数27而镍有28个。终身不懈构造元素周期表时,他的系统基于元素的原子质量,钴和镍的以便使化学性质适合更好。在几个地方莫斯利发现不止一个元素之间的整数,他预测正确,一个新的元素将被发现。因为只有一个元素为每个原子序数,科学家首次能自信的元素周期表的完整性;没有意想不到的新元素会被发现。