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原子带有两种等量异号电荷的理论依据和实验支持

时间:2017-11-01 物理毕业论文 我要投稿

摘要:原子是构成物质的基本单位,在科学的不断发展过程中,人们对原子有着越来越深刻的理解和认识。原子由带正电的原子核和带负电的电子组成,两者达到能量平衡是学界的一个基本常识,然而原子是否带有两种等量异号电荷呢?本文就此论点在现实试验中如何可以证明及其实践意义做出探讨和研究。

关键词:原子 等量异号电荷 静电场

        众所周知,原子是化学变化中的最小微粒,并且在化学反应中不可分割。原子由质子、电子、中子组成。原子的质量非常小,并且其质量几乎全部集中在原子核部分。原子核外是电子,电子分布于稳定的轨道之中。原子在古希腊时期被用于哲学本体意义上的抽象概念,在后来人们认识的不断发展过程中,逐步演变成为科学的理论。然而,原子是否带有两种等量异号电荷,这个问题需要我们加以研究和探讨。


一、原子带有两种等量异号电荷理论的历史衍变
        人类并不是生来便了解物质是由分子和原子构成的,他们对原子和电子的认识是一个渐进的过程,而认识到原子带有两种等量异号电荷的理论也是由无数科学家经过长期、艰辛的实验才得出结论。
早在公元前400年,古希腊的德谟克利特就提出了原子这一概念。随着时间的不断推移,科学家对原子的理解有了更深层次的发展。1803年,英国自然学家道尔顿首次提出了原子说,他用原子的概念解释了为什么不同元素总是呈现出整数倍的反应,同时也解释了不同气体在水中不同溶解度的原因,从而指出每一种元素只包含唯一一种原子,而化合物正是由原子组成。从而揭开了正是研究原子的序幕。之后很长一段时间人们都认为原子便是物质的唯一构成单位,而原子也是一种非常微小的实心玻璃球体,此外再无他物。
1827年,英国植物学家布朗在观察水面上的灰尘时,发现了灰尘在进行着不规则的运动,这就证明了微粒学说,这种现象被称为布朗运动。布朗运动的发现,为进一步证实原子可以再分奠定了基础。
1897年汤姆生在研究阴极射线的工作中,发现了电子,并且并测量出电子的荷质比。e/m=1.7588×108 库仑/克。从而粉碎了原子不可再分的说法。汤姆生认为电子是平均地,有序地分布在原子上,而原子带的正电荷与电子带的负电荷相互抵消,这汤姆生的构想模型被我们称之为葡萄干布丁模型,也可以称之为枣糕式原子模型。葡萄干模型的提出、电子的发现,从根本意义上纠正了原子不可再分的实心球模型,开创了原子研究的新篇章。
       在汤姆生之后,关于原子的研究不断取得发展。英国物理学家卢瑟福指出原子有核,且大部分原子质量和正电荷都存在于原子核中,电子是围绕原子核运动的;英国物理学家莫塞来建立了原子序数的概念;汤姆生发现了同位素;拉塞福发现质子,进一步证明原子核可分;不久英国物理学家扎的维克发现了中子;波尔在卢瑟福模型的基础上和普朗克及爱因斯坦的量子理论联系起来,构建了电子分布的波尔模型。
科学家们通过不断的实验研究,一步步证明了原子可分,原子由质子、中子、电子组成,原子核带有正电,核外电子带负电,整个院子被认为是一个不带有电荷的粒子等理论。此外在之后的研究中还发现了原子核内质子数决定元素的种类,质子数和中子数决定元素的原子量,最外层电子数目决定元素的化学性质,核外电子层排布规律等特点。但是总的来说,科学家在研究原子的过程中,最显著的成就就是证明了原子是一个带有两种等量异号电荷的粒子。

二、原子带有两种等量异号电荷的实验支持

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