《原子的核式结构模型》

原子的核式结构模型

【学习目标】

1、知识与技能

（1）了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据；（2）知道粒子散射实验的实验方法和实验现象，及原子核式结构模型的主要内容。

2、过程与方法

（1）通过对粒子散射实验结果的讨论与交流，培养学生对现象的分析中归纳中得出结论的逻辑推理能力；

（2）通过核式结构模型的建立，体会建立模型研究物理问题的方法，理解物理模型的演化及其在物理学发展过程中的作用；

（3）了解研究微观现象。

3、情感、态度与价值观

（1）通过对原子模型演变的历史的学习，感受科学家们细致、敏锐的科学态度和不畏权威、尊重事实、尊重科学的科学精神；

（2）通过对原子结构的认识的不断深入，使学生认识到人类对微观世界的认识是不断扩大和加深的，领悟和感受科学研究方法的正确使用对科学发展的重要意义。

【自主学习】

填一填：卢瑟福对α粒子散射实验中少数粒子大角度偏转分析后提出了原子的核式结构模型，即占因原子质量绝大部分的带正电的物质体积很小而被称为原子核，其半径R的数量级为10-15m。通过α粒子散射实验确定各元素原子核的电荷量，从而推断原子内的电子数。

【典例剖析】

[例题1] 在α粒子散射实验中，当α粒子最接近原子核时，α粒子符合下列哪些情况( )

A．动能最小

B．势能最小

C．α粒子与原子核组成的系统能量最小

D．所受原子核斥力最大

[例题2]实验测得α粒子与金核作对心碰撞时所能达到的离金核的最小距离约为2×10—14m，由此数据估算金核的密度（金原子序数79，质量数197）。

【课堂训练】

1.下列叙述中，符合物理学史实的是

A.汤姆生发现了电子，并由此提出了原子的核式结构学说

B.卢瑟福做了α粒子散射实验，并据此了解了原子核的组成

C.约里奥·居里夫人用α粒子轰击铝核，发现了中子和正电子

D.贝克勒耳首先发现了天然放射现象，揭开了人们认识、研究原子核结构的序幕

解析：汤姆生发现了电子，提出了“枣糕式”原子模型，故A错.卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了“核式”原子结构模型.故B错.约里奥·居里夫人用α粒子轰击铝核，发现了人工放射性同位素，故C

错.

2.（2001年上海高考）卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有

A.原子的中心有个核，叫原子核

B.原子的正电荷均匀分布在整个原子中

Ｃ.原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里

Ｄ.带负电的电子在核外绕着核旋转

解析：卢瑟福原子核式结构理论的主要内容是：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都是集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕核旋转，故B错ACD对.

3．如图2所示，为α粒子散射实验的示意图，A点为某α粒子运动中离原子核最近的位置，则该α粒子在A点具有

图2

α粒子

原子核

A

A．最大的速度

B．最大的加速度

C．最大的动能

D．最大的电势能

解析：α粒子在接近原子核的过程中受到原子核库仑排斥力的作用，这个力对α粒子做负功，使α粒子的速度减小，动能减小，电势能增大，显然，正确选项应该为BD

4．（2008年上海）1991年卢瑟福依据α粒子散射实验中α粒子发

生了＿＿＿＿（选填“大”或“小”）角度散射现象，提出了原子的核

式结构模型.若用动能为1MeV的α粒子轰击金箔，则其速度约为＿＿＿

＿＿m/s.（质子和中子的质量均为1.67×10－27kg，1MeV=1×106eV）解析：根据α粒子散射实验现象，α粒子发生了大角度散射.

同时根据：

代入数据

答案：大，6.9×106

5.对α粒子散射实验装置的描述

①主要实验器材有：放射源、金箔、荧光屏、显微镜

②金箔的厚薄对实验无影响

③如果改用铝箔就不能发生散射现象

④实验装置放在真空中

以上说法正确的是

A.①②

B.③④

C.①④

解析：α粒子散射实验是指用α粒子轰击很薄的金箔（或铝箔）物

质层，通过观察α粒子穿过物质层后的偏转情况，获得原子结构的信

息.为准确观察α粒子偏转情况，荧光屏和显微镜能够围绕金箔转动，

且整个装置放在真空容器中.

6.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.原子的绝大部分质量和全部正电荷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.原子只能处在一系列不连续的能量状态中

解析：由于原子的全部正电荷和绝大部分质量都集中在一个很小的

核上，当α粒子穿过原子时，接近或正碰原子核的机会极少，所以只能

有少数的α粒子发生大角度偏转.

7．根据粒子散射实验，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，实线表示一个粒子的运动轨迹。在粒子从a运动到b、再运动到c的过程中，下列说法正确的是( )

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

解析：粒子带正电荷，所以原子核对 粒子的电场力先做负功后正功，电势能先增大后减小，电场力先变大后变小，所以加速度先变大后变小。正确答案为C。