《α粒子散射實驗》講義

《α粒子散射實驗》講義一、緒論——撩開物理學(xué)的神秘面紗（一）知識速填1、物理學(xué)是什么物理學(xué)是研究物質(zhì)、能量、空間和時間基本性質(zhì)及其相互關(guān)系的科學(xué)。同學(xué)們可以把物理學(xué)想象成一個超級大的拼圖，每一個小的知識點就是拼圖的一塊，我們要把這些塊慢慢拼起來，才能看到整個物理世界的全貌哦。2、物理學(xué)的研究范圍從微觀的原子、分子（就像超級小的小不點一樣），到宏觀的宇宙天體（像超級大的星球之類的）都是物理學(xué)研究的對象。比如說，原子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)是怎么回事，行星是怎么繞著恒星轉(zhuǎn)的，這些都是物理學(xué)要解決的謎題。3、物理學(xué)的重要性物理學(xué)可厲害了，它是很多其他科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)。像我們現(xiàn)在用的手機，里面的電路設(shè)計、信號傳輸都離不開物理學(xué)的知識。沒有物理學(xué)，就沒有現(xiàn)代科技的這些好東西啦。（二）即學(xué)即用思考判斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”）1、物理學(xué)只研究看得見摸得著的東西。（×）同學(xué)們想啊，像磁場這種東西，我們看不見也摸不著，但是物理學(xué)能研究它呢，所以這個說法不對。2、物理學(xué)的發(fā)展對人類社會影響不大。（×）那可大錯特錯啦！從電燈的發(fā)明到現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)，哪一個離得開物理學(xué)呀？（三）考點理解1、關(guān)于物理學(xué)的研究對象，下列說法正確的是(）A.只研究固體和液體B.只研究宏觀物體C.從微觀到宏觀都是研究對象D.只研究力和運動答案是C。就像我們剛剛說的，物理學(xué)研究的范圍可廣了，從小小的原子到大大的宇宙呢。二、第一章碰撞與動量守恒（一）知識速填1、碰撞碰撞就是兩個或多個物體在短時間內(nèi)相互作用的過程。比如說，兩個小球撞在一起，這就是一種碰撞。碰撞的時候，物體的速度啊、運動方向啊可能都會發(fā)生變化。2、動量動量是一個很重要的概念，它等于物體的質(zhì)量乘以速度，也就是$p＝m\timesv$。這個就像一個物體帶著自己的“運動能力”一樣。質(zhì)量大速度快的物體，動量就大。3、動量守恒定律如果一個系統(tǒng)不受外力或者所受外力的合力為零，那么這個系統(tǒng)的總動量保持不變。打個比方，就像在一個很光滑的冰面上，兩個人互相推，一個人向左動，另一個人就會向右動，他們總的動量還是和原來一樣的（假設(shè)冰面沒有摩擦力這個外力）。（二）即學(xué)即用思考判斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”）1、只有兩個物體碰撞時才會有動量守恒。（×）同學(xué)們，只要是一個系統(tǒng)不受外力或者外力合力為零，不管是幾個物體，它們的總動量都守恒呢。2、動量守恒時，每個物體的動量都不會改變。（×）不是的哦，在一個系統(tǒng)里，可能一個物體的動量增加了，另一個物體的動量就會減少，這樣總的動量才守恒。（三）考點理解1、兩個質(zhì)量分別為$m_1$和$m_2$的小球在光滑水平面上發(fā)生碰撞，碰撞前它們的速度分別為$v_1$和$v_2$，碰撞后它們的速度分別為$v_1'＄和$v_2'＄，如果系統(tǒng)動量守恒，那么下列等式正確的是(）A.＄m_1v_1＋m_2v_2＝m_1v_1'＋m_2v_2'＄B.＄m_1v_1m_2v_2＝m_1v_1'm_2v_2'＄C.＄m_1v_1＝m_1v_1'＋m_2v_2'＄D.＄m_2v_2＝m_1v_1'＋m_2v_2'＄答案是A。根據(jù)動量守恒定律，碰撞前系統(tǒng)的總動量等于碰撞后系統(tǒng)的總動量，也就是$m_1v_1＋m_2v_2$（碰撞前）等于$m_1v_1'＋m_2v_2'＄（碰撞后）。三、第三章原子結(jié)構(gòu)之謎第二節(jié)原子的結(jié)構(gòu)α粒子散射實驗（一）知識速填1、原子結(jié)構(gòu)的探索歷程以前人們對原子結(jié)構(gòu)不太清楚，有很多的猜測。后來經(jīng)過很多科學(xué)家的努力，慢慢才發(fā)現(xiàn)原子的一些奧秘。2、α粒子散射實驗這個實驗可重要啦。科學(xué)家用α粒子（一種帶正電的粒子）去轟擊金箔。實驗現(xiàn)象很有趣哦。大部分α粒子能穿過金箔，就像子彈穿過薄紙一樣，幾乎不改變方向；但是有一小部分α粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)，甚至有極少數(shù)的α粒子被反彈回來。3、原子的核式結(jié)構(gòu)模型根據(jù)α粒子散射實驗，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。他認為原子的中心有一個很小的原子核，原子核帶正電，而電子在原子核外面繞著原子核轉(zhuǎn)，就像行星繞著太陽轉(zhuǎn)一樣。不過電子和原子核之間的空間可大多了，就像太陽系里行星和太陽之間的空間很大一樣。（二）即學(xué)即用思考判斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”）1、在α粒子散射實驗中，所有的α粒子都被反彈回來。（×）同學(xué)們，要是所有α粒子都被反彈回來，那這個實驗結(jié)果就太奇怪啦。實際上只有極少數(shù)α粒子被反彈回來哦。2、原子的核式結(jié)構(gòu)模型中，電子是靜止的。（×）不是的，電子在原子核外面是運動著的，就像地球繞著太陽轉(zhuǎn)一樣，是一直在動的。（三）考點理解1、在α粒子散射實驗中，α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因是(）A.金原子內(nèi)部的電子對α粒子的作用力B.金原子的原子核對α粒子的作用力C.金原子的原子核對α粒子的吸引力D.金原子的電子對α粒子的吸引力答案是B。因為金原子的原子核帶正電，α粒子也帶正電，同種電荷相互排斥，所以是原子核對α粒子的作用力讓α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的?；迎h(huán)節(jié)1、現(xiàn)在老師要考考大家，誰能再舉一個生活中動量守恒的例子呀？（讓學(xué)生回答）2、對于α粒子散射實驗，大家覺得為什么大部分α粒子能穿過金箔呢？（讓學(xué)生回答并討論）課后習(xí)題1、一個質(zhì)量為$3kg$的物體，以$5m/s$的速度運動，它的動量是多少？（答案：＄15kg\cdotm/s$，根據(jù)動量公式$p＝m\times