原子的核式结构模型 课件

意应用其电场线和等势面的特点.
(2)理解建立核式结构模型的要点 ①核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变. ②汤姆孙模型不能解释α粒子的大角度散射. ③少数α粒子发生了大角度偏转,甚至反弹回来,表明这些α粒 子在原子中的某个地方受到了质量、电量均比它本身大得多 的物体的作用. ④绝大多数α粒子在穿过厚厚的金原子层时运动方向没有明显 变化,说明原子中绝大部分是空的.原子的质量、电量都集中在 体积很小的核上.
③实验现象表明原子绝大部分是空的，除非原子的几乎全部 质量和所有正电荷都集中在原子中心的一个很小的核上，否 则，α粒子大角度散射是不可能的. (2)原子的核式结构与原子的枣糕模型的根本区别
2.原子的核式结构模型对α粒子散射实验结果的解释： (1)当α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力 很小，α粒子就像穿过“一片空地”一样，无遮无挡，运动 方向改变很小，因为原子核很小，所以绝大多数α粒子不发 生偏转. (2)只有当α粒子十分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑 力作用，偏转角才很大，而这种机会很少.
(3)如果α粒子正对着原子核射来，偏转角几乎达到180°， 这种机会极少，如图所示.
卢瑟福根据α粒子散射实验估算出了原子核半径的数 量级为10-15 m.
【典例1】如图所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验 的装置示意图,荧光屏和显微镜一起分别放在图中A、B、C、D 四个位置时,观察到的现象,下述说法中正确的是( )
【解题指导】解答该题应注意以下关键点 (1)根据力和速度的夹角关系判断功的正负 (2)根据力的大小判断加速度的大小 (3)根据功能关系判断动能的变化、电势能的变化 【标准解答】选C.α粒子受到原子核的库仑力为斥力，当由a 到b时，库仑力变大,做负功，再由b到c时，库仑力减小，做 正功.故加速度先增大再减小，动能先减小后增大，电势能先 增大再减小，又因a、c在同一等势面上，故总功为零，故C 对，A、B、D均错.
【规律方法】 α粒子散射实验中常用的规律
(1)库仑定律:
F
k
q用1q来2 ，分析α粒子和原子核间的相互作用力.
r2
(2)牛顿第二定律:该实验中α粒子只受库仑力，可根据库仑力
的变化分析加速度的变化.
(3)功能关系:根据库仑力做功，可分析动能的变化，也能分析
电势能的变化.
(4)原子核带正电，其周围的电场相当于正点电荷的电场，注
2.库仑力对α粒子的做功情况： (1)当α粒子靠近原子核时，库仑斥力做负功，电势能增加. (2)当α粒子远离原子核时，库仑斥力做正功，电势能减小. 3.α粒子的能量转化：仅有库仑斥力做功，只是电势能和动 能之间相互转化，而总能量保持不变.
Байду номын сангаас
(1)α粒子与原子核之间的万有引力远小于两者之间的 库仑斥力，因而可以忽略不计. (2)在处理α粒子等微观粒子时一般不计重力.
原子的核式结构模型
一、α粒子散射实验与核式结构模型
1.α粒子散射实验与汤姆孙的原子模型的冲突分析. (1)分析否定的原因 ①由于电子质量远小于α粒子质量，所以电子不可能使α粒 子发生大角度偏转. ②使α粒子发生大角度偏转的只能是原子中带正电的部分， 按照汤姆孙原子模型，正电荷在原子内是均匀分布的，α粒 子穿过原子时，它受到的两侧斥力大部分抵消，因而也不可 能使α粒子发生大角度偏转，更不可能使α粒子反向弹回， 这与α粒子的散射实验相矛盾.
A.放在A位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数最多 B.放在B位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置 稍少些 C.放在C、D位置时,屏上观察不到闪光 D.放在D位置时,屏上仍能观察到一些闪光,但次数极少
【解题指导】审题时应重点关注以下几点 (1)注意关键词语“次数最多”、“稍少”、“极少”等. (2)明确实验装置中各部分的组成及作用.
二、α粒子散射实验中的能量转化问题
1.α粒子的受力特点：α粒子与原子核间的作用力是库仑斥力
大小： F
kQq r2
.
(1)式中Q为原子核的电荷量.q为α粒子所带电
量，r为α粒子与原子核间的距离.(2)α粒子离原子核越近，
库仑力越大；运动加速度越大，反之，则越小.方向：α粒子
的受力沿原子核与α粒子的连线，由原子核指向α粒子.
【典例2】根据α粒子散射实验，卢瑟福 提出了原子的核式结构模型.图中虚线表 示原子核所形成的电场的等势线，实线 表示一个α粒子的运动轨迹.在α粒子从 a运动到b、再运动到c的过程中，下列说 法中正确的是( ) A.动能先增大，后减小 B.电势能先减小，后增大 C.电场力先做负功，后做正功，总功等于零 D.加速度先变小，后变大
【标准解答】选A、D.在卢瑟福α粒子散射实验中,α粒子穿过 金箔后,绝大多数α粒子仍沿原来的方向前进,故A正确,少数α 粒子发生较大偏转,极少数α粒子偏转角度超过90°,极个别α粒 子被反射回来,故B、C错,D对.
【规律方法】对α粒子散射实验的题的解法 (1)熟记装置及原理 α粒子散射实验是一个非常重要的实验，因此对实验器材、现 象、现象分析、结论都必须弄明白，才能顺利解答有关问题.