湯姆孫模型

湯姆孫模型

湯姆孫模型(又稱梅子布丁模型、棗糕模型、葡萄乾布丁模型),是湯姆孫(J.J.Thomson)1898年提出的關於原子結構的一種假設,1903年、1907年作出了進一步的完善,認為原子是球體,帶正電的物質均勻地分布於球體內,帶負電的電子一顆一顆地鑲嵌在球內各處的一個個同心環上,第一個環上可放5個電子,第二個環上可放10個,……原子中正負電荷總量相等。

湯姆孫的論文發表於哲學雜誌的1904年3月刊,那時候最權威的英國科學期刊。湯姆孫闡明:

我們假定,在原子的內部,有幾個粒子,移動於一個正電荷均勻分布的圓球.我們需要解答的問題是 (1) 原子的內部結構細節,也就是說,粒子怎樣擺設自己於圓球內? (2) 這結構會給予原子什麼樣的性質?

——約瑟夫·湯姆孫,《Philosophical Magazine》,March 1904, p. 237-265

原子處於最低能態時,電子在平衡位置不動。當原子被激發到高能態時,電子在平衡位置上作簡諧振動,並發射電磁輻射。湯姆孫模型在解釋元素的周期性方面取得了一定的成功,也能定性地解釋原子的光輻射,例如,對於氫原子,根據湯姆孫原子模型,可有一個遠紫外頻率的光輻射,但不能解釋實驗觀測到的大量不同頻率的氫原子光譜。雖然湯姆孫模型被1911年原子對α粒子散射的系列實驗否定了,但是,“同心環”和“環上只能安置有限個電子”的思想還是可貴的。

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