【課件】原子的核式結(jié)構(gòu)模型+課件高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第三冊

4.3原子的核式結(jié)構(gòu)模型

科學(xué)家在研究稀薄氣體放電時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)玻璃管內(nèi)的氣體足夠稀薄時(shí)，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，這種射線的本質(zhì)是什么呢?一、電子的發(fā)現(xiàn)陰極射線：一種觀點(diǎn)認(rèn)為陰極射線像X射線一樣是電磁輻射代表人物赫茲另一種觀點(diǎn)認(rèn)為陰極射線是帶電微粒代表人物湯姆孫19世紀(jì)，對陰極射線本質(zhì)的認(rèn)識有兩種觀點(diǎn)

一、電子的發(fā)現(xiàn)1.實(shí)驗(yàn)裝置：氣體放電管

湯姆孫的實(shí)驗(yàn)：陰極射線產(chǎn)生機(jī)理：管中殘存氣體分子中的正負(fù)電荷在強(qiáng)電場的作用下被“拉開”（即氣體分子被電離），正電荷在電場加速下撞擊陰極K,于是陰極釋放更多的粒子。帶電粒子通過小孔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D1D2之間的空間，到達(dá)右端帶有標(biāo)尺的熒光屏上P1點(diǎn)。2.判斷陰極射線是否帶電（1）陰極射線過電場實(shí)驗(yàn)（2）陰極射線過磁場實(shí)驗(yàn)不偏轉(zhuǎn)：陰極射線的本質(zhì)是電磁波;偏轉(zhuǎn)：陰極射線本質(zhì)是帶電粒子流（1）施加電場E之后，射線發(fā)生偏轉(zhuǎn)并射到屏上P2處。結(jié)論：所受電場力方向向下，粒子帶負(fù)電。3.陰極射線粒子比荷測量（2）再加磁場抵消陰極射線的偏轉(zhuǎn)，使它從P2點(diǎn)回到P1，需要在兩塊金屬板之間的區(qū)域再施加一個(gè)大小、方向合適的磁場。結(jié)論：所加磁場垂直紙面向外，且電場力等于磁場力。（3）陰極射線速度大小計(jì)算4.湯姆孫還發(fā)現(xiàn)用不同材料的陰極做實(shí)驗(yàn)，比荷數(shù)值都相同。說明：不同物質(zhì)都能發(fā)射這種帶電粒子，它是構(gòu)成各種物質(zhì)的共有成分。5.湯姆孫還由實(shí)驗(yàn)測得的陰極射線的比荷是氫離子的比荷近2000倍。

后來，湯姆孫直接測到了陰極射線粒子的電荷量，盡管當(dāng)時(shí)測量很不準(zhǔn)確。6.陰極射線的本質(zhì)是電子，電子是原子的組成部分，是比原子更基本的物質(zhì)單元。原子不是組成物質(zhì)的最小微粒，原子本身也有結(jié)構(gòu)。（1）第一次較為精確測量出電子電荷量的是美國物理學(xué)家密立根利用油滴實(shí)驗(yàn)測量出來的。電子電量為：e＝1.602176634×10-19C7.密立根油滴實(shí)驗(yàn)（2）密立根實(shí)驗(yàn)更重要的發(fā)現(xiàn)是：電荷是量子化的，即任何帶電體的電荷只能是e的整數(shù)倍。從實(shí)驗(yàn)測到的比荷及e的數(shù)值，可以確定電子的質(zhì)量。現(xiàn)在人們普遍認(rèn)為電子的質(zhì)量為：me＝9.10938356×10-31kg質(zhì)子質(zhì)量與電子質(zhì)量的比值為：新課講授1.關(guān)于陰極射線的本質(zhì)，下列說法正確的是(

)A．陰極射線本質(zhì)是氫原子B．陰極射線本質(zhì)是電磁波C．陰極射線本質(zhì)是電子流D．陰極射線本質(zhì)是X射線C二、原子的核式結(jié)構(gòu)模型1.湯姆孫的原子模型：西瓜模型（棗糕模型）原子是一個(gè)球體，正電荷彌漫性地均勻分布在整個(gè)球體內(nèi)，電子鑲嵌其中。正電荷電子二、原子的核式結(jié)構(gòu)模型2.α粒子散射實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)裝置：

二、原子的核式結(jié)構(gòu)模型2.α粒子散射實(shí)驗(yàn)絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，有少數(shù)α粒子（約占1/8000）發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90°，它們幾乎被“撞了回來”.（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：思考與討論：（1）α粒子射入金箔時(shí)難免與電子碰撞。試估計(jì)這種碰撞對α粒子速度影響的大小。（2）按照J(rèn).J.湯姆孫的原子模型，正電荷均勻分布在整個(gè)原子球體內(nèi)。請分析：α粒子穿過金箔，受到電荷的作用力后，沿哪些方向前進(jìn)的可能性較大，最不可能沿哪些方向前進(jìn)。因?yàn)殡娮拥馁|(zhì)量只有α粒子的

，它對α粒子速度的大小和方向的影響就像灰塵對槍彈的影響，完全可以忽略。J.J.湯姆孫的模型無法解釋大角度散射的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。3.盧瑟福的原子核式模型4.原子核式模型對α粒子散射實(shí)驗(yàn)的解釋①大部分α粒子穿過金箔時(shí)離核很遠(yuǎn)，受到的斥力很小，它們的運(yùn)動幾乎不受影響.②少數(shù)α粒子從核附近飛過，明顯受到原子核的庫倫斥力而發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn).③極少數(shù)α粒子撞到原子核而反彈.

在原子中心有一個(gè)很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)。三、原子核的電荷與尺度1.電子數(shù)與原子序數(shù)原子核所帶正電荷數(shù)（核電荷數(shù)）=核外電子數(shù)=該元素在周期表內(nèi)的原子序數(shù)原子是電中性的，原子核所帶正電荷數(shù)（核電荷數(shù)）等于電子數(shù)。2.原子核的尺度兩者相差十萬倍之多?？梢娫觾?nèi)部是十分“空曠”的。原子核半徑數(shù)量級10-l5m原子半徑數(shù)量級10-l0m2.(多選)關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，下列說法正確的是(

)A．絕大部分α粒子穿過金箔后，都不同程度發(fā)生了偏轉(zhuǎn)B．極少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)角度超過90°C．α粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是金原子核對它的庫侖力作用D．α粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是金原子核與它發(fā)生碰撞時(shí)的碰撞力BC3.(多選)下列對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識中，正確的是(

)A．原子中絕大部分是空的，原子核很小B．電子在核外旋轉(zhuǎn)，庫侖力提供向心力C．原子的全部正電荷都集中在原子核里D．原子核的直徑大約是10－10mABC3.(多選)如圖為盧瑟福所做的α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個(gè)位置時(shí)，下列說法中正確的是(

)A．相同時(shí)間內(nèi)在A位置觀察到屏上的閃光次數(shù)最多B．相同時(shí)間內(nèi)在B位置觀察到屏上的閃光次數(shù)比放在C時(shí)稍少些C．放在D位置時(shí)屏上仍能觀察到一些閃光D．放在C、D位置時(shí)屏上觀察不到閃光AC4.在盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，有少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)，其主要原因是(

)A．原子中有帶負(fù)電的電子，電子會對α粒子有引力的作用B．正電荷在原子中是均勻分布的C．原子的正電荷和絕大部分的質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核上D．原子是可再分的C5.(多選)下列對α粒子散射實(shí)驗(yàn)的解釋，正確的是 (

)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)的力是庫侖力C．原子核很小，α粒子接近它的機(jī)會很小，所以絕大多數(shù)的α粒子仍沿原來的方向前進(jìn)D．能產(chǎn)生大角度偏轉(zhuǎn)的α粒子是穿過原子時(shí)離原子核近的α粒子6.在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)在α粒子最接近原子核時(shí)，下列描述α粒子的有關(guān)物理量的情況正確的是(

)A．動能最大B．勢能最小C．勢能最大D．α粒子與金原子核組成的系統(tǒng)能量最小BCDC7.在盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，某一α粒子經(jīng)過某一原子核附近時(shí)的軌跡如圖所示．圖中P、Q為軌跡上的點(diǎn)，虛線是經(jīng)過P、Q兩點(diǎn)并與軌跡相切的直線，兩虛線和軌跡將平面分為四個(gè)區(qū)域．不考慮其他原子核對α粒子的作用，則關(guān)于該原子核的位置，正確的是(

)A．一定在①區(qū)域 B．可能在②區(qū)域C．可能在③區(qū)域

D．一定在④區(qū)域A1、湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子2、密立根油滴實(shí)驗(yàn)測電子電量：e=1.602×10-19C3、密立根發(fā)現(xiàn)電荷是量子化的，任何帶電體的電荷只能是e的整倍4、電子的質(zhì)量：me=9.109×10-31kg一、電子的發(fā)現(xiàn)二、原子的核式結(jié)構(gòu)模型1、盧瑟福通過a粒子散射實(shí)驗(yàn)提出核式結(jié)構(gòu)模型2、在原子的中