第18章第一二节学案

题目：第18章第一二节原子的核式结构模型
学习目标：
1.知道电子是怎样发现的及其对人类探索原子结构的重大意义．
2．知道阴极射线及其产生方法，了解汤姆孙发现电子的研究方法．
3．能熟练运用所学知识解决电子在电场和磁场中运动问题．
4.知道α粒子散射实验的现象．
5．知道卢瑟福的原子核式结构模型的主要内容，理解模型提出的主要思想．
6．知道原子核的核电荷数的意义及原子核的尺度．
重点难点：1.α粒子散射实验现象及其解释．
2．卢瑟福的原子核式结构模型．
自学案：
一、阴极射线
阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流，这些微观粒子是________．
二、电子的发现
1897年英国物理学家_________通过研究
___________发现了电子；1910年美国物理学家
___________通过著名的________实验精确测定了电子的电荷量．
电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元，电子的电荷量约为_____________C，
三、汤姆孙的原子模型
汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个_________、__________弥漫性地均匀分布在整个球体内，_______镶嵌在球中．
汤姆孙的原子模型，小圆点代表正电荷，大圆点代表电子．
汤姆孙的原子模型被称为西瓜模型或枣糕模型．该模型能解释一些实验现象，但后来被
________________实验否定了．
四、α粒子散射实验
1．α粒子是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，实质是失去两个电子的____________，带______________电荷，质量为____________质量的4倍．
2．实验结果
(1)______________ α粒子穿过金箔后，基本沿原方向前进．
(2)_________ α粒子发生大角度偏转，偏转角甚至大于90°.
3．卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了_____________模型．
4．核式结构模型：1911年由卢瑟福提出，在原子中心有一个很小的核，叫_________．它集中了原子全部的____________和几乎全部的_________，________在正电体的外面运动．五、原子核的电荷与尺度
1．电荷：原子核是由_______和________组成的．原子核的电荷数就是核中的_________．
2．尺度：对于一般的原子核，实验确定的核半径R的数量级为__________m.而整个原子半径的数量级是_________m．两者相差十万倍之多．可见原子内部是十分“空旷”的．
导学案：
一、探究阴极射线性质的方法
1．带电性质的判断方法
(1)在阴极射线所经区域加上，通过打在荧光屏上的亮点的变化和电场的情况确定带电的性质．
(2)在阴极射线所经区域加上，根据亮点位置的变化和左手定则确定带电的性质．
2．比荷的测定方法
(1)让阴极射线垂直进入某一电场中，在荧光屏上亮点位置发生变化．
(2)在电场区域加一与其垂直的大小合适的磁场，抵消阴极射线的偏转．由此可知qE－q v B＝0.则v＝
E
B.
(3)去掉电场，只保留磁场，磁场方向与射线运动方向垂直，阴极射线在有磁场的区域将会形成一个半径为r的圆弧，根据磁场情况和轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径r，则由q v B＝
m v2
r得
q
m＝
v
Br＝
E
B2r.
二、对α粒子散射实验的认识
1．实验装置
⎩⎪
⎨
⎪⎧
放射源：放出α粒子(42He)
金箔：靶子
显微镜荧光屏(可转动)：观察工具
2．实验过程：α粒子从铅盒射出，形成的细射线打在金箔上，被散射的α粒子打在荧光屏上产生闪光，用可转动的显微镜从不同角度进行观察．
3.
实验
现象
⎩⎪
⎨
⎪⎧绝大多数α粒子穿过金箔后
仍沿原来的方向前进
少数发生较大偏转
极少数偏转超过90˚，
像被金箔反弹回来
4．实验注意事项
(1)整个实验过程需在真空中进行．
(2)α粒子是氦核，本身很小，金箔需很薄，α粒子才能很容易穿过．
(3)实验中用的是金箔而不是铝箔，这是因为金的原子序数大，α粒子与金核间库仑力大，偏转明显；另外金的延展性好，容易做成极薄的金箔．
(4)实验现象说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．
二、两种模型对α粒子散射现象的分析
1．汤姆孙枣糕模型对α粒子散射现象的分析
(1)α粒子如果从原子之间或原子的中心线穿过，它受到周围正负电荷的库仑力是平衡的，α粒子不偏转．
(2)α粒子如果偏离了原子之间的中心线穿过，则两侧的库仑力相当大一部分被抵消，α粒子偏转很小．
(3)α粒子如果正对着电子射来，由于电子质量远小于α粒子的质量，α粒子速度大小及方向基本上不变，更不可能反弹，因此α粒子散射实验否定了汤姆孙的原子模型．
2．卢瑟福核式结构模型对α粒子散射现象的分析
1)α粒子穿过原子时，
2)α粒子十分接近原子核穿过时，．
3)α粒子几乎是正对着原子核射来时，
二、原子核的电荷与尺度
典例精析：
例1、在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是()
A．原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上
B．正电荷在原子中是均匀分布的
C．原子中存在着带负电的电子
D．金箔的金原子间存在很大的空隙，只有极少数碰到金原子
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18－2－5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．电场力先做负功，后做正功，总功等于零B．加速度先变小，后变大
C．a、c两点的动能不相等
D．动能与电势能的和不变当堂检测
1．关于α粒子散射实验，下列说法正确的是()
A．该实验在真空环境中进行
B．带有荧光屏的显微镜可以在水平面内的不同方向上移动
C．荧光屏上的闪光是散射的α粒子打在荧光屏上形成的
D．荧光屏只有正对α粒子源发出的射线方向上才有闪光
2.卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是(
)
3、卢瑟福对α粒子散射实验的解释是()
A．使α粒子产生偏转的力主要是原子中电子对α粒子的作用力
B．使α粒子产生偏转的力是库仑力
C．原子核很小，α粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进D．能产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子
4、关于α粒子散射实验，下列说法中正确的是()
A．绝大多数α粒子经过金箔后，发生了角度不太大的偏转
B．α粒子在接近原子核的过程中，动能减少，电势能减少
C．α粒子离开原子核的过程中，动能增大，电势能也增大
D．对α粒子散射实验的数据进行分析，可以估算出原子核的大小。