原子帶有兩種等量異號電荷的理論依據和實驗支持

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摘要:原子是構成物質的基本單位,在科學的不斷髮展過程中,人們對原子有着越來越深刻的理解和認識。原子由帶正電的原子核和帶負電的電子組成,兩者達到能量平衡是學界的一個基本常識,然而原子是否帶有兩種等量異號電荷呢?本文就此論點在現實試驗中如何可以證明及其實踐意義做出探討和研究。

原子帶有兩種等量異號電荷的理論依據和實驗支持

關鍵詞:原子 等量異號電荷 靜電場

        衆所周知,原子是化學變化中的最小微粒,並且在化學反應中不可分割。原子由質子、電子、中子組成。原子的質量非常小,並且其質量幾乎全部集中在原子核部分。原子核外是電子,電子分佈於穩定的軌道之中。原子在古希臘時期被用於哲學本體意義上的抽象概念,在後來人們認識的不斷髮展過程中,逐步演變成爲科學的理論。然而,原子是否帶有兩種等量異號電荷,這個問題需要我們加以研究和探討。


一、原子帶有兩種等量異號電荷理論的歷史衍變
        人類並不是生來便了解物質是由分子和原子構成的,他們對原子和電子的認識是一個漸進的過程,而認識到原子帶有兩種等量異號電荷的理論也是由無數科學家經過長期、艱辛的實驗才得出結論。
早在公元前400年,古希臘的德謨克利特就提出了原子這一概念。隨着時間的不斷推移,科學家對原子的理解有了更深層次的發展。1803年,英國自然學家道爾頓首次提出了原子說,他用原子的概念解釋了爲什麼不同元素總是呈現出整數倍的反應,同時也解釋了不同氣體在水中不同溶解度的原因,從而指出每一種元素只包含唯一一種原子,而化合物正是由原子組成。從而揭開了正是研究原子的序幕。之後很長一段時間人們都認爲原子便是物質的唯一構成單位,而原子也是一種非常微小的實心玻璃球體,此外再無他物。
1827年,英國植物學家布朗在觀察水面上的灰塵時,發現了灰塵在進行着不規則的運動,這就證明了微粒學說,這種現象被稱爲布朗運動。布朗運動的發現,爲進一步證實原子可以再分奠定了基礎。
1897年湯姆生在研究陰極射線的工作中,發現了電子,並且並測量出電子的荷質比。e/m=1.7588×108 庫侖/克。從而粉碎了原子不可再分的說法。湯姆生認爲電子是平均地,有序地分佈在原子上,而原子帶的正電荷與電子帶的負電荷相互抵消,這湯姆生的構想模型被我們稱之爲葡萄乾布丁模型,也可以稱之爲棗糕式原子模型。葡萄乾模型的提出、電子的發現,從根本意義上糾正了原子不可再分的實心球模型,開創了原子研究的新篇章。
       在湯姆生之後,關於原子的研究不斷取得發展。英國物理學家盧瑟福指出原子有核,且大部分原子質量和正電荷都存在於原子核中,電子是圍繞原子核運動的;英國物理學家莫塞來建立了原子序數的概念;湯姆生髮現了同位素;拉塞福發現質子,進一步證明原子核可分;不久英國物理學家扎的維克發現了中子;波爾在盧瑟福模型的基礎上和普朗克及愛因斯坦的量子理論聯繫起來,構建了電子分佈的波爾模型。
科學家們通過不斷的實驗研究,一步步證明了原子可分,原子由質子、中子、電子組成,原子核帶有正電,核外電子帶負電,整個院子被認爲是一個不帶有電荷的粒子等理論。此外在之後的研究中還發現了原子核內質子數決定元素的種類,質子數和中子數決定元素的原子量,最外層電子數目決定元素的化學性質,核外電子層排布規律等特點。但是總的來說,科學家在研究原子的過程中,最顯著的成就就是證明了原子是一個帶有兩種等量異號電荷的粒子。

二、原子帶有兩種等量異號電荷的實驗支持