原子的核式結(jié)構(gòu)模型 學(xué)習(xí)任務(wù)單 高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第三冊

學(xué)習(xí)任務(wù)單

課程基本信息學(xué)科高中物理（人教版）年級高二年級學(xué)期春季課題原子的核式結(jié)構(gòu)模型學(xué)習(xí)目標(biāo)知道發(fā)現(xiàn)電子的意義，體會電子發(fā)現(xiàn)過程中蘊含的科學(xué)方法。了解α粒子散射實驗原理和實驗現(xiàn)象。了解盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型；知道原子和原子核大小的數(shù)量級。4.認(rèn)識原子核式結(jié)構(gòu)模型建立的科學(xué)推理與論證過程。課前學(xué)習(xí)任務(wù)【教材閱讀指導(dǎo)】1.人們對陰極射線的本質(zhì)的認(rèn)識有兩種觀點，一種觀點認(rèn)為是，另一種觀點認(rèn)為。2.湯姆孫對陰極射線本質(zhì)的探究結(jié)論：湯姆孫通過實驗得出，陰極射線是一種帶電的質(zhì)量的粒子，物理學(xué)中稱為.電子是原子的組成部分．3.通過著名的“油滴實驗”精確地測出了電子電荷.電子電荷量一般取e＝________。4.電子發(fā)現(xiàn)的意義：電子的發(fā)現(xiàn)揭開了認(rèn)識結(jié)構(gòu)的序幕．

5.湯姆孫的原子模型：原子是一個球體，正電荷__________地分布在球體內(nèi)，電子鑲嵌其中，湯姆孫模型被稱為“西瓜模型”或“________模型”。6.α粒子散射實驗：用α射線照射金箔，________α粒子穿過后基本上仍沿原方向前進(jìn)，________α粒子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)。7．盧瑟福的原子模型：在原子的中心有一個很小的核，叫做________，原子的全部________和幾乎全部的________都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在________空間運動。8．原子核的大?。涸雍说馁|(zhì)量幾乎集中了原子的全部質(zhì)量，但它的________卻非常小，原子半徑大約是________，而原子核的半徑約為________。課上學(xué)習(xí)任務(wù)【學(xué)習(xí)任務(wù)一】思考陰極射線的本質(zhì)科學(xué)家在研究稀薄氣體放電時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)玻璃管內(nèi)的氣體足夠稀薄時，陰極就發(fā)出一種射線。它能使對著陰極的玻璃管壁發(fā)出熒光，這種射線稱為陰極射線。那么陰極射線的本質(zhì)是什么？【學(xué)習(xí)任務(wù)二】電子的發(fā)現(xiàn)教師講授：對陰極射線本質(zhì)的認(rèn)識有兩種觀點介紹湯姆孫實驗裝置由陰極K發(fā)出的射線通過小孔AB形成一束細(xì)細(xì)的陰極射線，它穿過兩片平行的金屬板D1、D2之間的空間，到達(dá)右端帶有標(biāo)尺的熒光屏上。根據(jù)射線產(chǎn)生的熒光屏的位置（如P1、P2、P3、P4，?），可以研究射線的徑跡。2.實驗過程不加電場粒子打在p1處在電場中偏轉(zhuǎn)，受力方向與電場方向相反說明在電場和磁場平衡，q?B=qE可求出速度v=僅在磁場中偏轉(zhuǎn)，可求出比荷q/m=3.實驗結(jié)論：①陰極射線的本質(zhì)是②電子與氫離子電荷量③電子是原子的4.密立根測電子電量和質(zhì)量美國的物理學(xué)家密里根，通過油滴實驗測得的電子電量e=1.602×10-19C，一般取1.6×10-19Cme=9.109×10-31kg。質(zhì)子質(zhì)量是電子質(zhì)量的1836倍。他還發(fā)現(xiàn)電荷具有的特征，任何帶電體的電荷只能是電子電量的倍。思考：實驗發(fā)現(xiàn)，高速電子很容易穿過金屬中的原子，這就說明原子不是一個實心球體，湯姆孫的模型可能不正確。在正常情況下，原子呈電中性。電子帶負(fù)電且質(zhì)量極小，所以原子內(nèi)部必然還有帶正電部分，且具有原子的大部分質(zhì)量。原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)到底是怎樣的呢？那么原子內(nèi)帶正電的物質(zhì)和帶負(fù)電的電子如何分布呢？【學(xué)習(xí)任務(wù)三】原子的核式結(jié)構(gòu)模型1.湯姆孫的原子模型1898年湯姆孫提出了一種原子結(jié)構(gòu)模型，他認(rèn)為原子是一個球體，正電部分彌漫性均勻分布在整個原子內(nèi)，而電子鑲嵌其中所以又叫西瓜模型。思考：這個模型能夠說明原子的穩(wěn)定性，也能解釋一些原子能夠發(fā)光的實驗現(xiàn)象。但實驗發(fā)現(xiàn)，高速電子很容易穿過金屬中的原子，這就說明原子不是一個實心球體，湯姆孫的模型可能不正確。原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)到底是怎樣的呢？2.α粒子散射實驗問題①什么是α粒子呢？為什么要用α粒子作為炮彈？α粒子是某些放射性物質(zhì)放射出來的粒子，由兩個質(zhì)子和兩個中子構(gòu)成，速度約為光速的，貫穿本領(lǐng)較，一張薄紙即可阻擋，在空氣中只能傳播數(shù)十厘米遠(yuǎn)。α射線可以使熒光物質(zhì)。問題②怎樣能得到高速阿爾法粒子呢？用釙po作為放在帶有小孔的中，從一個方向放射出高能的α粒子。問題③一張薄紙就能擋住α粒子，怎么解決這個問題？可以用它轟擊，金的性好，可以做得比紙薄，金原子質(zhì)量，可以產(chǎn)生更好的散射效果。問題④α粒子在空氣中只能傳播數(shù)十厘米，怎么解決這個問題呢？在下進(jìn)行實驗，并且防止了空氣分子對實驗結(jié)果的干擾。問題⑤如何觀測α粒子轟擊金原子后的情況？因為α粒子能使熒光屏發(fā)出熒光，但是光點很小。所以可以用觀測熒光屏上的光點。顯微鏡可，從不同角度觀察光點，就可以記錄在相同時間內(nèi)各方向散射的α粒子數(shù)。預(yù)測并看動畫模擬過程：1909年，盧瑟福指導(dǎo)他的學(xué)生蓋勒和馬斯頓用阿爾法粒子轟擊金箔，來檢驗湯姆孫原子模型是否正確。并預(yù)測α粒子的最大偏角不會超過1度。3.α粒子散射實驗現(xiàn)象絕大多數(shù)阿爾法粒子穿過金箔以后，基本上少數(shù)阿爾法發(fā)生了極少數(shù)偏轉(zhuǎn)的角度甚至4.α粒子散射實驗分析在實驗中，極少數(shù)α粒子。這說明在原子內(nèi)部帶正電的物質(zhì)質(zhì)量、體積。實驗中，絕大多數(shù)α粒子穿過金箔以后，，這說明原子中的絕大部分，原子中帶正電部分的體積很，但它幾乎占有全部的。原子的核式結(jié)構(gòu)模型原子的中心有一個很小的核，叫。原子的全部和幾乎都集中在原子核里。思考：那么電子會不會靜止在核的外面呢，它在原子內(nèi)部是到底怎樣運動的呢？帶負(fù)電的電子在核外空間。盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型對α粒子散射實驗現(xiàn)象的解釋：當(dāng)α粒子進(jìn)入原子區(qū)域后，大部分離正電體很遠(yuǎn)，受到斥力，運動方向幾乎是不變的。只有極少數(shù)阿爾法粒子在穿過原子的時候，距離正電體也就是原子核很，它受到很強(qiáng)的作用發(fā)生大角度的反射。【學(xué)習(xí)任務(wù)三】原子核的電荷和尺度1.關(guān)于原子的電荷數(shù)α粒子散射實驗可以確定不同原子核的電荷量。原子是電的，就可以通過推算出原子內(nèi)含有的數(shù)。科學(xué)家們注意到，原子核的也就是原子內(nèi)的，非常接近它們的，這說明元素周期表中的各種元素是按原子中的來排列的。關(guān)于原子和原子核的大小。對于一般的原子核，整個原子半徑的數(shù)量級是，而實驗確定的核半徑的數(shù)量級為，兩者相差十萬倍之多。如果把運動場比作原子，與場中間一滴小水珠則可是視為原子核，可見原子內(nèi)部是十分的?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)四】課堂例題粒子散射實驗的裝置示意圖，如圖所示，關(guān)于顯微鏡含熒光屏轉(zhuǎn)動到圖中四個位置時所觀察到的現(xiàn)象，下述說法中正確的是()A.放在A位置時，相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多。B.放在B位置時，相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)只比A位置稍少些。C.放在C位置時，相同時間內(nèi)觀察到的屏上的閃光次數(shù)要比A位置少很多D.放在C、D位置時，屏上觀察不到閃光。2.下列對α粒子散射實驗的解釋，正確的有()A.使α粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的主要原因，是原子中電子對α粒子的作用力，B.使α粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力是庫倫力。C.原子核很小，α粒子接近它機(jī)會很小，所以絕大多數(shù)的α粒子仍沿原方向原來的方向