2019-2020年高中物理 2.2 原子的核式结构模型教案 教科版选修3-5
2019-2020年高中物理 原子核式结构原子核教案 新人教版选修3
2019-2020年高中物理原子核式结构原子核教案新人教版选修3【教学目标】1、了解关于原子结构认识的简单历程2、了解α粒子散射实验，理解卢瑟福关于原子核式结构模型提出的依据3、知道原子核的基本组成【教学重点】通过α粒子散射实验分析卢瑟福关于原子核式结构模型的提出【教学难点】理解关于微观空间物理规律的探索方法【授课时数】2课时【教学过程】［预习导读］1．这一章，包括原子结构、原子核的组成和原子能等内容。
原子是微小的，无法直接观察它的内部结构，实验中研究原子的有效办法是利用高能粒子去碰撞原子，引起某些可能观察到的现象，从分析这些现象的过程中逐步探索认识原子的内部结构和规律。
在这一章中重点讲述了人类是在哪些实验基础上认识原子结构和原子核组成的。
怎样在实验与理论的相互推动下，使认识不断发展不断深入的。
这一章的特点是内容较抽象，缺少实验演示，定性说明多。
同学们学习本章时要发挥想象力，要重视概念和理论的实验基础，以及理论的产生过程。
要掌握有关的计算问题，学习科学家的思维过程。
2．19世纪末以前，人们认为原子是不可再分的。
公元前5世纪，希腊哲学家提出物质是由不可分的微粒（原子）组成的。
不过没有实验根据。
一百多前，人们从化学实验中知道，物质由分子组成，分子由原子组成。
因在化学反应中原子的种类和数目不变，使人们认为原子是组成物质的最小微粒，是不能再分的。
3．电子的发现。
（1）介绍阴极射线：在封闭的玻璃管内有两个电极，抽出管内的空气（压强在10-2mmHg 以下）。
当两极间加高压时，从阴极发出一种射线叫阴极射线，它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光。
在19世纪70年代已有人提出它是带负电的粒子流，但实验证据不足。
（2）1897年英国科学家汤姆生利用阴极射线在电场中和磁场中的偏转的实验证明了阴极射线是带负的的粒子流。
（3）1897年汤姆生进一步测定了阴极射线粒子的荷质比e/m，发现不同物质组成的阴极发出的射线都有相同的e/m值。
高中物理第2章原子结构2.2原子的核式结构模型教案鲁科版选修3_5
第2节原子的核式结构模型●课标解读1．知道α粒子散射实验的原理、实验装置及实验结果．2．从α粒子散射实验的结果分析到卢瑟福建立原子的核式结构模型过程，体会科学实验与思维相结合的物理研究方法．3．知道原子的核式结构模型，并能成功解释α粒子的散射实验现象．●教学地位从汤姆孙的原子结构模型到卢瑟福的原子的核式结构模型的建立，既渗透科学探究的因素教学，又进行了模型法的教学，并将卢瑟福的原子的核式结构模型与行星结构相类比，指出大自然的和谐统一的美，渗透哲学教育．通过学生对α粒子散射实验现象的讨论与交流，顺理成章地否定了葡萄干面包模型，并开始建方新的模型．希望这一部分由学生自己完成，教师总结，总结时，突出汤姆孙原子模型与α粒子散射实验之间的矛盾，可以将α粒子分别穿过葡萄干面包模型和核式结构模型的不同现象用动画模拟，形成强烈的对比，突破难点．得到卢琴福的原子的核式结构模型后再展示立体动画α粒子散射模型，使学生有更清晰的直观形象、生动的认识．α粒子散射实验是教学的重点，高考的热点.●新课导入建议问题导入 卢瑟福用α粒子轰击金箔时，发现少数α粒子发生了大角度偏转，这是用汤姆孙的原子模型解释不通的．你能解释这种现象吗？本节课请同学们和老师一起解决此问题． ●教学流程设计课前预习安排：1.看教材2.填写【课前自主导学】同学之间可进行讨论⇒步骤1：导入新课，本节教学地位分析⇒步骤2：老师提问，检查预习效果可多提问几个学生⇒错误!⇓步骤7：指导学生完成【当堂双基达标】，验证学习情况⇒步骤6：完成“探究重在讲解α粒子散射实验中的功能问题⇐步骤5：师生互动完成“探究方式同完成探究1相同⇐步骤4：让学生完成【迁移应用】，检查完成情况并点评⇓步骤8：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课后知能释．(难点)1.(1)实验目的α粒子通过金箔时，用这些已知的粒子与金属内的原子相互作用，根据粒子的偏转情况来获得原子内部的信息．(2)实验方法用由放射源发射的α粒子束轰击金箔，利用荧光屏接收，探测通过金箔后的α粒子偏转情况．(3)实验结果绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大的偏转，有极少数α粒子偏转角超过了90°，有的甚至被原路弹回，α粒子被反射回来的概率竟然有1/8_000.2．思考判断 (1)α粒子散射实验主要实验器材有：放射源、金箔、荧光屏、显微镜．(√) (2)金箔的厚薄对实验无影响．(×)(3)实验装置放在真空中．(√)3．探究交流卢瑟福为何选用α粒子去轰击金箔？【提示】 因为当时已经发现了α射线和β射线，并且，组成α射线的α粒子是具有很大动能的带电粒子，适合做轰击金属的“炮弹”．另外，金具有较大的密度和很好的延展性，能够做成很薄的箔片．1.(1)核式结构模型①原子的内部有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内，带负电的电子绕核运动．②原子的核式结构模型又被称为行星模型．(2)原子的大小①原子直径数量级：10－10 m.②原子核直径数量级：10－15_m.2．思考判断(1)原子内部正电荷是均匀分布的．(×)(2)原子的质量是均匀分布的．(×)(3)原子的几乎全部质量都集中在原子核内．(√)3．探究交流卢瑟福的原子模型是如何解释α粒子散射实验结果的？【提示】α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到的库仑斥力就很小，运动方向也改变很小．只有当α粒子十分接近核时，才受到很大的库仑斥力，发生大角度的偏转．由于核很小，α粒子十分接近的机会很小，所以绝大多数α粒子基本上仍沿原方向前进，只有极少数发生大角度偏转.1．α粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后造成的 ?2．按照葡萄干面包模型，α粒子在原子附近或穿越原子内部后有没有可能发生大角度偏转？3．你认为原子中的正电荷应如何分布，才有可能造成α粒子的大角度偏转？为什么？1．实验背景α粒子散射实验是卢瑟福和他的合作者做的一个著名的物理实验，实验的目的是想证实汤姆孙原子模型的正确性，实验结果却成了否定汤姆孙原子模型的有力证据．在此基础上，卢瑟福提出了原子核式结构模型．2．实验装置如图2－2－1所示，由放射源、金箔、荧光屏等组成．图2－2－13．实验分析(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，更不能使α粒子反向弹回，这与α粒子的散射实验相矛盾．(3)实验现象表明原子绝大部分是空的，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．4．实验意义(1)否定了汤姆孙的原子结构模型．(2)提出了原子核式结构模型，明确了原子核大小的数量级．1．整个实验装置及实验过程必须在真空中进行．2．α粒子是氦核，穿透能力很弱，因此金箔必须很薄，α粒子才能穿过．(2013·昌江高二检测)如图2－2－2所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验装置的示意图，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( )α粒子散射实验装置图2－2－2A．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，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少【审题指导】解此题的关键是正确掌握α粒子散射实验的现象，以便确定观察位置．【解析】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．【答案】AD1．英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔，发现了α粒子的散射现象．如图所示，O 表示金原子核的位置，则能正确表示该实验中经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹的是( )【解析】α粒子散射的原因是原子核对其有库仑斥力的作用，离核越近，斥力越大，偏转越明显．当正好击中原子核时，由于α粒子质量较小而反弹．所以B、D选项正确．不同解释【问题导思】1．两种原子结构模型中正电荷及质量分布有什么区别？2．汤姆孙原子结构模型能解释α粒子的大角度偏转吗？3．卢瑟福的核子结构模型如何解释α粒子的散射现象？离可以估算原子核的大小．现有一个α粒子以2.0×107 m/s 的速度去轰击金箔，若金原子的核电荷数为79.求α粒子与金原子核间的最近距离(已知带电粒子在点电荷电场中的电势能表达式为E p ＝k q 1q 2r ，r 为距点电荷的距离．α粒子质量为6.64×10－27 kg)． 【审题指导】 (1)明确α粒子的运动为沿粒子与原子核连线的直线运动．(2)当动能减为零时，电势能最大，离原子核最近．(3)原子核的大小应该比最近距离小一些．【解析】 当α粒子靠近原子核运动时，α粒子的动能转化为电势能，达到最近距离时，动能全部转化为电势能，设α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离为d ，则12mv 2＝k q 1q 2d. d ＝2kq 1q 2mv 2＝2×9.0×109－192 6.64×10－2772 m ＝2.7×10－14 m.【答案】 2.7×10－14 m2．卢瑟福在α粒子散射实验中，测出当α粒子(42He)与金核(197 79Au)发生对心碰撞时，α粒子接近金核的最小距离约为2.0×10－14 m ，试估算金核的密度．(结果保留一位有效数字) 【解析】 本题要建立一个模型，α粒子接近金核的最小距离认为是金核的半径．金核(197 79Au)中有197个核子，每个核子的质量约为1.67×10－27 kg ，把金核看做一个球体，其半径约为r ＝2.0×10－14 m ，则金核的体积为：V ＝43πr 3＝43×3.14×(2.0×10－14)3 m 3 ＝3.3×10－41 m 3，金核的质量为：m ＝197m 0＝197×1.67×10－27 kg＝3.3×10－25 kg ，金核的密度为：ρ＝m V ＝1.0×1016 kg/m 3163(2013·龙岩检测)图2－2－3如图2－2－3所示，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【审题指导】α粒子在库仑力的作用下发生偏转，通过电场力做功使粒子的动能和电势能之间相互转化．电场力做功情况分析是解决本题的关键．【规范解答】根据卢瑟福提出的核式结构模型，原子核集中了原子的全部正电荷，即原子核外的电场分布与正点电荷电场类似．α粒子从a运动到b，电场力做负功，动能减小，电势能增大；从b运动到c，电场力做正功，动能增大，电势能减小；a、c在同一条等势线上，则电场力做的总功等于零，A、B错误，C正确；a、b、c三点的场强关系E a＝E c＜E b，故α粒子的加速度先变大，后变小，D错误．【答案】 Cα粒子散射实验中的功能问题α粒子接近原子核时，电场力做负功，α粒子的动能减小，电势能增加；反之，α粒子离开原子核时，电场力做正功，α粒子的动能增加，电势能减小．α粒子接近原子核的过程是一个加速度变大的减速过程，所以解决相关的问题优先考虑功能规律．【备课资源】(教师用书独具)核物理之父——卢瑟福卢瑟福被公认为是20世纪最伟大的实验物理学家，在放射性和原子结构等方面，都作出了重大的贡献．他还是最先研究核物理的人．除了理论上非常重要以外，他的发现还在很大范围内有重要的应用，如核电站、放射标志物以及运用放射性测定年代等．他对世界的影响极其深远，并且其影响还将持久保持下去．他被称为近代原子核物理学之父．卢瑟福一生还有很多逸闻趣事．1．有个外号叫“鳄鱼”卢瑟福从小家境贫寒，通过自己的刻苦努力，这个穷孩子完成了他的学业．这段艰苦求学的经历培养了卢瑟福一种认准了目标就百折不回、勇往直前的精神．后来他的学生为他起了一个外号——鳄鱼，并把鳄鱼徽章装饰在他的实验室门口．因为鳄鱼从不回头，它张开吞食一切的大口，不断前进.2．摇身一变成为“化学家”1908年，卢瑟福获得该年度的诺贝尔化学奖，他对自己不是获得物理学奖感到有些意外，他风趣地说：“我竟摇身一变，成为一位化学家了！”“这是我一生中绝妙的一次玩笑！”3．杰出的学科带头人卢瑟福还是一位杰出的学科带头人，被誉为“从来没有树立过一个敌人，也从来没有失去一位朋友”的人．在他的助手和学生中，先后荣获诺贝尔奖的竟多达12人.1922年度诺贝尔物理学奖的获得者玻尔曾深情地称卢瑟福是“我的第二个父亲”．科学界中，至今还传颂着许多卢瑟福精心培养学生的小故事．4．是我制造了波浪卢瑟福属于那种“性格极为外露”的人，他总是给那些见过他的人留下深刻的印象．他个子很高，声音洪亮，精力充沛，信心十足，并且极不谦虚．当他的同事评论他有不可思议的能力并总是处在科学研究的“浪尖”上时，他迅速回答道：“说得很对，为什么不这样？不管怎么说，是我制造了波浪，难道不是吗？”几乎所有的科学家都同意这一评价．5．最后一个土豆1895年，在农场挖土豆的卢瑟福收到了英国剑桥大学发来的通知书，通知他已被录取为伦敦国际博览会的奖学金学生．卢瑟福接到通知书后扔掉挖土豆的锄头，喊道：“这是我挖的最后一个土豆啦！”1．(2013·泉州检测)卢瑟福提出原子的核式结构学说的根据是α粒子轰击金箔的实验，在实验中他发现α粒子( )A．全部穿过或发生很小的偏转B．全部发生很大的偏转，甚至有的被反弹回C．绝大多数不发生或只发生很小的偏转，有极少数发生很大的偏转，个别甚至被反弹回D．绝大多数发生很大的偏转，甚至被反弹回，只有少数穿过【解析】根据卢瑟福的核式结构学说，原子有一个很小的核，集中了原子全部正电荷和几乎全部质量，核外巨大空间为电子的运动空间．因此飞过来的α粒子与原子核正碰而被反弹回的几率非常小，并且与原子核比较近，受库仑力作用发生较大偏转的机会也不多，故绝大多数α粒子离核较远，受库仑力很小，基本上沿直线运动．选项C正确．【答案】 C2．α粒子散射实验结果表明( )A．原子中绝大部分是空的B．原子中全部正电荷都集中在原子核上C．原子内有中子D．原子的质量几乎全部都集中在原子核上【解析】在α粒子散射实验中，绝大多数α粒子穿过金箔时其运动方向基本不变，只有少数α粒子发生较大角度的偏转，这说明原子的全部正电荷和几乎所有的质量都集中在一个很小的核上，这个核就叫原子核．原子核很小，只有少数α粒子在穿过金箔时接近原子核，受到较大库仑力而发生偏转；而绝大多数α粒子在穿过金箔时，离原子核很远，所受库仑斥力很小，故它们的运动方向基本不变．所以本题正确选项为【答案】ABD 3．在α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，是因为( )A．α粒子与电子根本无相互作用B．α粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的C．α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计D．电子很小，α粒子碰撞不到电子【解析】α粒子与电子之间存在着相互作用力，这个作用力是库仑引力，但由于电子质量很小，不到α粒子质量的17 000，碰撞时对α粒子的运动影响极小，几乎不改变运动方向，就像一颗子弹撞上一粒尘埃一样．故正确答案为C.【答案】 C4．(2013·厦门检测)α粒子散射实验中，当α粒子最接近原子核时，α粒子符合下列哪种情况( )A．动能最小B．势能最小C．α粒子与金原子组成的系统的能量最小D．所受原子核的斥力最大【解析】α粒子在接近金原子核的过程中，要克服库仑力做功，动能减少，电势能增加．两者相距最近时，动能最小，电势能最大，总能量守恒．根据库仑定律，距离最近时，斥力最大．【答案】AD5．关于原子结构理论与α粒子散射实验的关系，下列说法正确的是( )A．卢瑟福做α粒子散射实验是为了验证汤姆孙的“枣糕模型”是错误的B．卢瑟福认识到汤姆孙“枣糕模型”的错误后提出了“核式结构”理论C．卢瑟福的α粒子散射实验是为了验证“核式结构”理论的正确性D．卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论【解析】卢瑟福设计的α粒子散射实验是为了探究原子的结构，并非为了验证汤姆孙模型是错误的，A错误；卢瑟福并不是认识到“枣糕模型”的错误而提出“核式结构”理论，B错误；卢瑟福做了α粒子散射实验后，由实验现象而提出了“核式结构”结论，C 错误，D正确．【答案】 D。
3原子的核式结构模型-人教版高中物理选择性必修第三册(2019版)教案
3 原子的核式结构模型-人教版高中物理选择性必修第三册（2019版）教案一、教学目标1.了解原子内部的核子组成及其质量和电荷。
2.了解Sunyaev-Zeldovich效应的基本原理。
3.掌握将原子核反应式进行平衡计算的方法。
4.掌握核反应式计算的基本原理和方法。
二、教学内容1. 原子核式结构的基本组成和特点1.原子核的基本构成：质子、中子。
2.质子、中子的质量、电荷。
3.核子数目决定元素种类，同位素的形成。
2. Sunyaev-Zeldovich效应的基本原理1.Sunyaev-Zeldovich效应的基本原理。
2.Sunyaev-Zeldovich效应的测量方法。
3.Sunyaev-Zeldovich效应的实例分析。
3. 核反应式计算的基本原理和方法1.核反应式的基本形式。
2.核反应式中的质量数、原子序数、核子数、核反应类型等基本概念。
3.核反应式的粒子平衡原理。
4.核反应式的质量守恒和电荷守恒原理。
4. 核反应式的实例计算1.核反应式的实例分析。
2.核反应式的实例计算步骤。
三、教学方法1.理论授课法：对原子核式结构和Sunyaev-Zeldovich效应进行系统性的讲述和阐释。
2.实验方法：利用展示AO的计算、压力和温度设备，展示原子核式结构和核反应式的计算步骤，以及Sunyaev-Zeldovich效应的测量方法的基本原理。
3.小组合作探究：学生按照核反应式计算步骤进行分组研究和探讨，以实际生活和工作中的核反应为例，进行核反应式的实例计算。
四、教学流程1. 教师引入（5分钟）•介绍原子核式结构的基本组成和特点，并引导学生思考：原子核中的质子和中子对于原子的化学性质和物理性质之间的关系是怎样的。
2. 理论授课（40分钟）•介绍Sunyaev-Zeldovich效应的基本原理和测量方法。
•讲解核反应式中的质量数、原子序数、核子数、核反应类型等基本概念，以及核反应式的平衡计算方法和质量守恒电荷守恒原理。
高中物理第2章原子结构第2节原子的核式结构模型教学案鲁科版选修3_5
第2节原子的核式结构模型1．知道α粒子散射实验的原理和实验结果．(重点＋难点) 2．知道原子的核式结构模型．(重点)一、α粒子散射实验1．实验目的：α粒子通过金箔时，用这些已知的粒子与金属内的原子相互作用，根据粒子的偏转情况来获得原子内部的信息．2．实验方法：用由放射源发射的α粒子束轰击金箔，利用荧光屏接收，探测通过金箔后的α粒子的偏转情况．3．实验结果：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大的偏转，有极少数α粒子偏转角超过90°，有的甚至被原路弹回，α粒子被反射回来的概率竟然有1/8__000．1．(1)α粒子散射实验证明了汤姆孙的原子模型是符合事实的．( )(2)α粒子散射实验中大多数α粒子发生了大角度偏转或反弹．( )(3)α粒子大角度的偏转是电子造成的．( )提示：(1)×(2)×(3)×二、卢瑟福原子模型1．核式结构模型：原子内部有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷以及几乎全部的质量都集中在原子核内，带负电的电子绕核运动．原子的核式结构模型又被称为行星模型．2．原子的大小(1)原子直径数量级：10－10__m．(2)原子核直径数量级：10－15__m．2．(1)原子核很小，原子中绝大部分是空的．( )(2)原子核半径的数量级为10－10 m．( )(3)原子核的质量数就是核中的质子数．( )提示：(1)√(2)×(3)×α粒子散射实验的理解1．实验背景α粒子散射实验是卢瑟福和他的合作者做的一个著名的物理实验，实验的目的是想证实汤姆孙原子模型的正确性，实验结果却成了否定汤姆孙原子模型的有力证据．在此基础上，卢瑟福提出了原子核式结构模型．2．实验装置：如图所示，由放射源、金箔、荧光屏等组成．3．实验的注意事项(1)整个实验装置及实验过程必须在真空中进行．(2)α粒子是氦核，穿透能力很弱，因此金箔必须很薄，α粒子才能穿过．4．实验分析(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，更不能使α粒子反射弹回，这与α粒子的散射实验相矛盾．(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．5．实验意义(1)否定了汤姆孙的原子结构模型．(2)提出了原子核式结构模型，明确了原子核大小的数量级．如图所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，观察到的现象，下述说法中正确的是( ) 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最多C．放在C位置时，屏上观察不到闪光D．放在D位置时，屏上观察不到闪光[思路点拨] 根据α粒子散射实验的现象解答．[解析] 实验中，绝大多数α粒子能够穿过金箔沿原方向前进，有少数α粒子发生较大偏转，极少数α粒子偏转角度超过90°，有的甚至被反向弹回，根据实验现象可知，只有A正确．[答案] A在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看做静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是( )解析：选C．α粒子与原子核相互排斥，A、D错；运动轨迹与原子核越近，力越大，运动方向变化越明显，B错，C对．两种原子模型的区别(多选)关于原子核式结构理论说法正确的是( )A．是通过发现电子现象得出来的B．原子的中心有个核，叫做原子核C．原子的正电荷均匀分布在整个原子中D．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外旋转[解题探究] (1)卢瑟福的原子结构模型带正电部分如何分布？(2)卢瑟福的原子结构模型带负电部分如何分布？[解析] 原子的核式结构模型是在α粒子的散射实验结果的基础上提出的，A错误．原子中绝大部分是空的，带正电的部分集中在原子中心一个很小的范围，称为原子核，B正确，C错误．原子核集中了原子全部正电荷和几乎全部质量，带负电的电子在核外旋转，D正确．[答案] BD原子核式结构与力电综合问题已知电子质量为9．1×10－31kg，带电荷量为－1．6×10－19C．当氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为0．53×10－10m，求电子绕核运动的线速度、动能、周期和形成的等效电流．[思路点拨] α粒子的散射实验推出的核式结构模型中，核外电子绕核高速旋转，往往把它看成是库仑力提供向心力做匀速圆周运动，利用圆周运动的知识求周期及等效电流等．[解析] 由卢瑟福的原子模型可知：电子绕核做圆周运动，所需的向心力由核对电子的库仑引力来提供．根据 mv 2r ＝k e 2r2，得v ＝e krm＝1．60×10－19×9×1090.53×10－10×9.1×10－31 m/s≈2．19×106m/s 其动能E k ＝12mv 2＝12×9．1×10－31×(2．19×106)2 J ≈2．18×10－18J 运动周期T ＝2πrv＝2×3.14×0.53×10－102.19×106s ≈1．52×10－16s电子绕核运动形成的等效电流I ＝q t ＝e T ＝1.6×10－191.52×10－16 A ≈1．05×10－3 A ． [答案] 2．19×106m/s 2．18×10－18J1．52×10－16s 1．05×10－3A[随堂检测]1．有一位科学家，他通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，这位提出原子核式结构模型的科学家被誉为原子物理学之父，他是( )A ．汤姆孙B ．卢瑟福C ．盖革D ．马斯顿答案：B2．卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验，获得了重要发现．关于α粒子散射实验的结果，下列说法正确的是( )A ．说明了质子的存在B ．说明了原子核是由质子和中子组成的C ．说明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里D ．说明了正电荷在原子核内均匀分布解析：选C ．α粒子散射实验说明了在原子中心有一个核，它集中了原子全部的正电荷和几乎全部的质量．故应选C ．3．下列对原子结构的认识错误的是( )A ．原子中绝大部分是空的，原子核很小B ．电子在核外绕核旋转，向心力主要由库仑力提供C ．原子的全部正电荷都集中在原子核里D ．原子核的直径大约为10－10m解析：选D ．原子由位于原子中的带正电的原子核和核外带负电的电子构成，电子在核外绕核高速旋转，库仑力提供向心力，由此可判定B 、C 正确．根据α粒子散射实验知原子核半径数量级为10－15m ，而原子半径的数量级为10－10m ，故A 正确，D 错误．4．α粒子与金核197Au 发生正碰时，如果α粒子能接近金核的最小距离为2．0×10－14m ，试估算金核的密度．解析：粗略地，可把金核看作一个球体，把α粒子接近它的最小距离作为它的半径r ， 则金核的体积表示为V ＝43πr 3，而金核的质量M ＝197×1．67×10－27kg ≈3．29×10－25kg ，故其密度为ρ＝MV ＝3.29×10－2543×3.14×（2.0×10－14）3kg/m 3≈9．8×1015kg/m 3．答案：9．8×1015kg/m 3[课时作业]一、单项选择题1．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是( ) A ．α粒子的散射实验 B ．对阴极射线的研究 C ．天然放射性现象的发现 D ．质子的发现解析：选A ．卢瑟福根据α粒子的散射实验结果，提出了原子的核式结构模型：原子核聚集了原子的全部正电荷和几乎全部质量，电子在核外绕核运转．故正确答案为A ．2．卢瑟福通过α粒子散射实验，判断出原子的中心有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构．如图所示的平面示意图中，①、②两条实线表示α粒子运动的轨迹，则沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹为虚线中的( )A ．轨迹aB ．轨迹bC ．轨迹cD ．轨迹d解析：选A ．α粒子带正电，α粒子的偏转是由于受到原子核的库仑斥力作用，且离原子核越近，受到的斥力作用越大，所以轨迹b 、c 、d 都是不可能的，正确选项为A ．3．卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，得到的实验结果有( )A．所有α粒子几乎无偏转地穿过金箔B．大多数α粒子发生较大角度的偏转C．向各个方向运动的α粒子数目基本相等D．极少数α粒子产生超过90°的大角度偏转解析：选D．由卢瑟福α粒子散射实验的结果可知，D正确，A、B、C错误．4．α粒子散射实验中，使α粒子散射的原因是( )A．α粒子与原子核外电子碰撞B．α粒子与原子核发生接触碰撞C．α粒子发生明显衍射D．α粒子与原子核的库仑斥力作用解析：选D．α粒子与原子核外的电子的作用是很微弱的，A错误．由于原子核的质量和电荷量很大，α粒子与原子核很近时，库仑斥力很强，足可以使α粒子发生大角度偏转甚至反向弹回，使α粒子散射的原因是库仑斥力，B错误，D正确．5．如图所示画出了α粒子散射实验中的一些曲线，这些曲线中可能是α粒子的径迹的是( )A．a、b、d B．b、dC．a、d D．a、c、d解析：选B．α粒子与金原子核均带正电、互相排斥，故不可能沿轨迹c运动；a轨迹弯曲程度很大，说明受到的库仑力很大，但α粒子离核较远，故a轨迹不可能存在，而b 轨迹正确；d轨迹是α粒子正对金原子核运动时的情况．6．α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，是因为( )A．α粒子与电子根本无相互作用B．α粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的C．α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计D．电子很小，α粒子碰撞不到电子解析：选C．α粒子与电子之间存在相互作用力，这个作用力是库仑力，但由于电子质量很小，不到α粒子质量的17 000，碰撞时对α粒子的运动影响极小，几乎不改变运动方向，就像一颗子弹撞上一颗尘埃一样，正确选项是C．7．在卢瑟福的α粒子散射实验中，某一α粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图中实线所示．图中P、Q为轨迹上的点，虚线是过P、Q两点并与轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分为四个区域．不考虑其他原子核对该α粒子的作用，那么关于该原子核的位置，下列说法中正确的是( )A．可能在①区域B．可能在②区域C．可能在③区域D．可能在④区域解析：选A．α粒子带正电，原子核也带正电，对靠近它的α粒子产生斥力，故原子核不会在④区；如果原子核在②、③区，α粒子会向①区偏；如原子核在①区，可能会出现如题图所示的轨迹，故应选A．二、多项选择题8.关于α粒子散射实验的解释有下列几种说法，其中正确的是( )A．从α粒子的散射实验数据，可以估计出原子核的大小B．极少数α粒子发生大角度的散射的事实，表明原子中有一个质量很大而体积很小的带正电的核C．原子核带的正电荷数等于它的原子序数D．绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，表明原子中正电荷是均匀分布的解析：选ABC．从α粒子的散射实验数据，可以估计出原子核的大小，A项正确．极少数α粒子发生大角度的散射的事实，表明原子中有一个质量很大而体积很小的带正电的核，B项正确．由实验数据可知原子核带的正电荷数等于它的原子序数，C项正确．绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，表明原子中是比较空旷的，D项错误．9.在α粒子的散射实验中，当α粒子最接近金原子核时，α粒子符合下列哪种情况( )A．动能最小B．电势能最小C．α粒子与金原子核组成的系统的能量最小D．所受金原子核的斥力最大解析：选AD．α粒子接近原子核时库仑斥力做负功，α粒子的动能减小；α粒子远离原子核时库仑斥力做正功，α粒子的动能又增大，故当α粒子最接近原子核时动能最小，A对；系统只有电场力做功，电势能与动能之和守恒，α粒子动能最小时，电势能应最大，B错；系统的能量是守恒的，C错；α粒子最接近金原子核时，α粒子与金原子核间的距离最小，由库仑定律知α粒子所受金原子核的库仑斥力最大，D对．10．在α粒子散射实验中，如果一个α粒子跟金箔中的电子相撞，则( )A．α粒子的动能和动量几乎没有损失B．α粒子将损失大部分动能和动量C．α粒子不会发生显著的偏转D．α粒子将发生较大角度的偏转解析：选AC ．电子的质量远小于α粒子的质量，两者发生碰撞时，对α粒子的动能和动量几乎没有影响，选项A 、C 正确．三、非选择题11.α粒子散射实验是让α粒子射向金箔去碰撞金原子，结果发现：大部分α粒子穿过金箔后不发生偏转，少数α粒子发生偏转，有的偏转角很大，问：(1)为什么有的α粒子会发生大角度的偏转？(2)已知金的原子序数为79，当α粒子距原子中心为1．0×10－13m 时受到的库仑力多大？解析：(1)按照卢瑟福的原子核式结构模型，原子中全部正电荷和几乎全部质量都集中在很小的原子核上，核外分布着带负电荷的电子，当α粒子穿过金原子时，如果离核很远，受到原子核的库仑力就很小，运动方向的改变就很小．但是，有少数α粒子穿过金原子时，离核很近，这些α粒子受到的库仑力就较大，所以，它们的偏转角也就越大．(2)由库仑定律F ＝kQqr 2得：α粒子受到的库仑力 F ＝9.0×109×79×1.6×10－19×2×1.6×10－19（1.0×10－13）2N＝3．6 N ．答案：(1)见解析 (2)3．6 N12.在α粒子散射实验中，根据α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离可以估算原子核的大小．现有一个α粒子以2．0×107m/s 的速度去轰击金箔，若金原子的核电荷数为79，求该α粒子与金原子核间的最近距离(已知带电粒子在点电荷电场中的电势能表达式为E⎭⎪⎫＝kq 1q 2r ，α粒子质量为6.64×10－27kg ． 解析：当α粒子靠近原子核运动时，α粒子的动能转化为电势能，达到最近距离时，动能全部转化为电势能，设α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离为d ，则12mv 2＝k q 1q 2dd ＝2k q 1q 2mv 2＝2×9.0×109×2×79×（1.6×10－19）26.64×10－27×（2.0×107）2m ＝2．7×10－14m ．答案：2．7×10－14m。
人教版选修3《原子的核式结构模型》教案及教学反思
人教版选修3《原子的核式结构模型》教案及教学反思本文主要介绍人教版选修3《原子的核式结构模型》的教案及教学反思。
这是一门重要的高中物理课程，在理解和掌握原子核的基本原理方面起到了至关重要的作用。
教学目标通过本课程的学习，学生应该能够：1.掌握原子核的基本结构和核力的作用；2.了解原子核的基本性质，包括质量数、原子序数和同位素概念；3.掌握原子核的衰变过程，并了解主要的衰变方式；4.了解核反应和核能源的基本原理。
教学重难点本课程的重点和难点如下：1.原子核的基本结构和核力的作用；2.质量数、原子序数和同位素的概念；3.核衰变和主要衰变方式；4.核反应和核能源的基本原理。
教学内容第一节：原子核的基本结构和核力的作用教学目标1.理解原子核的基本结构；2.掌握原子核的基本性质；3.了解核力的作用。
1.原子核的基本结构；2.原子核的基本性质。
教学难点核力的作用。
教学方法讲解和实验演示相结合，让学生通过观察和实验来理解原子核的基本结构和核力的作用。
教学过程1.讲解原子核的基本结构和性质；2.实验演示，让学生观察和探究原子核的基本性质；3.讲解核力的作用。
第二节：质量数、原子序数和同位素的概念教学目标1.掌握质量数、原子序数和同位素的概念；2.了解同位素的性质和应用。
教学重点1.质量数、原子序数和同位素的概念；2.同位素的性质和应用。
教学难点同位素的性质和应用。
教学方法讲解和实验演示相结合，让学生通过观察和实验来掌握质量数、原子序数和同位素的概念，并了解同位素的性质和应用。
1.讲解质量数、原子序数和同位素的概念；2.实验演示，让学生通过观察和探究来了解同位素的性质和应用。
第三节：核衰变和主要衰变方式教学目标1.掌握核衰变的基本原理；2.了解主要的核衰变方式。
教学重点1.核衰变的基本原理；2.主要的核衰变方式。
教学难点主要的核衰变方式。
教学方法讲解和实验演示相结合，让学生通过实验来了解核衰变的基本原理，并掌握主要的核衰变方式。
高中物理_原子的核式结构模型教学设计学情分析教材分析课后反思
教课方案【课标剖析】本节课课标要求是：认识人类研究原子及其构造的历史，知道原子的核式构造模型。
本节课能够培育学生科学思想：鉴于事实凭证和科学推理对不一样看法和结论提出怀疑和批评，进行查验和修正，从而提出创建性看法的能力与品行。
知道所有物理结论都一定接受实践的查验，在学习和研究中做到脚踏实地，不迷信威望，能与别人合作。
【教材剖析】原子的核式构造选自人教版选修3-5 第十八章第 2 节，第 1 节电子的发现打破了原子不可切割的学说，带负点的小质量电子和带正电的部分如何构成原子？汤姆孙成立了较有影响的原子“枣糕模型” 。
本节课卢瑟福用发现的α粒子散射实验结果否认了汤姆孙的原子模型，提出了原子的核式构造模型。
α粒子散射实验和原子核式构造的内容是本节教课的要点。
同时卢瑟福和原子核式构造的限制性有为进一步研究原子核式构造设置了悬念。
所以本节课在本章有承前启后的作用。
α粒子散射实验是一个很重要的实验，表现了研究微观世界的一种科学方法，也是一个锻炼学生剖析问题、解决问题的知识点。
对卢瑟福如何剖析α粒子散射实验，否认汤姆孙原子模型，提出原子核式构造模型的认识，有益于学生学习人类研究微观世界的科学方法，提高自己剖析、解决问题的能力。
【学情剖析】知识基础：学生初中时已经知道原子是构成物质的最小微粒，对电子也有必定程度的了解，但对原子物理学史的认识极少，对核式构造有必定的认识，但没法进行深入研究。
兴趣状况：学生对风趣的现象兴趣比较大，但对深入研究、探访实质的兴趣还要指引。
能力状况：学生对现象的察看没有问题，但总结概括能力需要将增强。
【教课目的】1.认识α粒子散射实验的实验器械、实验现象 , 能使用凭证对研究的问题进行描绘、解说和展望。
（重难点）2. 知道卢瑟福的原子核式构造模型的主要内容，初步拥有现代物理的物质观。
（要点）3.知道原子的构成、原子和原子核大小的数目级。
【教具】多媒体、爱学平台【教课过程】一、引入一次播放图片，指引学生思虑：“这是什么？” ，学生经历从发现问题，到解决问题的思想过程，其实围观世界也经历了这样的过程，经过实验方法发现规律。
4.3 原子的核式结构模型 学历案-高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册
《原子的核式结构模型》学历案（第一课时）一、学习主题本节课的学习主题是《原子的核式结构模型》，我们将通过学习了解原子结构的新理论，掌握原子核的组成及其特性，理解核式结构模型的基本概念和原理。
二、学习目标1. 知识与理解：掌握原子核的组成元素——质子和中子，理解原子核的电性和磁性；掌握原子核式结构模型的基本概念，了解原子核的结构特点和物理属性。
2. 过程与方法：通过实验和模拟的方式，感受原子的微观世界，加深对核式结构模型的理解。
3. 情感态度与价值观：培养学生探索未知世界的兴趣和勇气，培养其尊重科学、崇尚真理的科学精神。
三、评价任务1. 课堂表现评价：观察学生在课堂上的参与度、提问的积极性和回答问题的准确性。
2. 作业评价：布置相关习题和实验报告，评价学生对核式结构模型的理解和运用能力。
3. 实验操作评价：对学生在实验室的操作过程和结果进行评价，检验其动手能力和观察能力。
四、学习过程1. 导入新课：通过回顾之前学习的原子概念，引出原子核的概念，为学习核式结构模型做铺垫。
2. 知识讲解：通过PPT、实验视频等方式，讲解原子核的组成、特性和核式结构模型的基本概念。
3. 实验演示：进行简单的实验演示，如α粒子散射实验等，让学生直观感受原子的微观世界。
4. 学生操作：学生亲自进行实验操作，如使用扫描隧道显微镜观察原子等。
5. 讨论交流：组织学生进行小组讨论，分享实验心得和感受，加深对核式结构模型的理解。
6. 总结归纳：总结本节课的学习内容，强调核式结构模型的重要性和应用价值。
五、检测与作业1. 课堂小测验：进行简单的课堂小测验，检验学生对原子核基本概念的理解程度。
2. 课后作业：布置相关习题和实验报告，要求学生运用所学知识完成习题并撰写实验报告。
3. 网络资源学习：推荐相关网络资源供学生学习使用，如原子的科普视频等。
六、学后反思1. 反思学习过程：学生应反思自己的学习过程，总结自己在哪些方面做得好，哪些方面需要改进。
人教课标版高中物理选修3-5：《原子的核式结构模型》教案-新版
《原子的核式结构》教学设计一、教材分析“原子的核式结构”是高中原子物理的重要内容，传统的教学设计虽然也能让学生掌握原子的核式结构内容，但不难看出传统教学模式仍为“师传生受”，学生还是被动地接收知识，即使学会了，也不能算会学，无法让学生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。
面对新课程改革的要求，为营造一个让学生自主学习的良好环境，本人结合平时的实践，对本节内容采用通过让学生小组讨论：用汤姆孙的枣糕模型能否解释错误！未找到引用源。
粒子散射实验现象，一步一步得出卢瑟福的原子核式结构模型，在教学中虽然不能进行真实的实验，但同样处处渗透着新课程理念的科学探究思想，从而利于提高学生的逻辑推理能力，观察能力，有利用培养学生勇于攀登科学高峰，不怕苦、不怕累的科学精神，这种通过让学生自己动眼观察、动脑思考，引导他们自己获取知识，不仅活跃了课堂气氛，还发展了学生的思维能力和创新能力。
二、核心价值通过《原子的核式结构模型》的学习过程，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。
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。
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。
三、教学目标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知道错误！未找到引用源。
粒子散射实验的实验方法和实验现象以及原子核式结构模型的主要内容。
四、教学重点①引导学生小组自主思考讨论在于对错误！未找到引用源。
粒子散射实验的结果分析从而否定“枣糕模型”，得出原子的核式结构。
②在教学中渗透和让学生体会物理学研究方法，渗透三个物理学方法：模型方法，黑箱方法和微观粒子的碰撞方法。
五、教学难点引导学生小组自主思考讨论在于对错误！未找到引用源。
粒子散射实验的结果分析从而否定“枣糕模型”，得出原子的核式结构模型。
六、教学过程1．回顾历史，引入新课通过图片展示1964年我国第一颗原子弹爆炸成功，介绍人类现在已经开始利用原子的核能：核动力航母，核磁共振仪，机械设备探伤，古玩鉴定等等。
4.3原子的核式结构模型+教学设计2023-2024学年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修三
《原子的核式结构模型》教学设计方案（第一课时）一、教学目标本课时的教学目标是让学生掌握原子的核式结构模型的基本概念和原理。
通过教学，使学生能够理解原子核的组成及其与电子的关系，认识核式结构模型在物理领域的重要性，并培养学生分析问题和解决问题的能力。
二、教学重难点教学重点：核式结构模型的基本概念和特点，原子核的组成及其与电子的相互作用。
教学难点：理解核子数、质子数、中子数等概念及其关系，以及核式结构模型在解释原子稳定性和物理现象中的作用。
三、教学准备1. 教材与教辅资料准备：准备《高中物理》教材及相关教辅资料，包括原子结构的相关知识。
2. 教学工具准备：投影仪、黑板、白板及马克笔等书写工具，用于展示原子结构模型图示。
3. 学生预习：布置预习作业，要求学生提前了解原子和核的基本知识。
四、教学过程：一、导入新课在课堂的开始，我们首先要为学生们展示一则富有吸引力的科学现象作为本课的知识铺垫。
我们可以选择向学生介绍富兰克林射电的早期研究案例，当天的物理学中的云层、电和电荷都作为小知识简短讲述，让学生的目光立刻集中于接下来的主题上。
接下来，老师再深入引入原子的主题，简要概述一下关于原子探索的历史以及科学技术的进展，帮助学生将理论与历史相结合，提升学习的兴趣和动机。
二、基础概念的引导在进入具体教学内容之前，我们需要先让学生们对原子的核式结构模型有一个初步的认识。
老师可以通过使用多媒体设备，展示原子模型图和原子结构示意图，让学生们直观地看到原子的组成和结构。
在解释原子中电子与质子、中子的位置关系时，应特别强调电子的动态特性与核（由质子和中子组成）的相对稳定性。
老师需耐心讲解这些基本概念，让学生理解原子的内部结构和相互作用方式。
三、深入探讨核式结构模型接下来，我们将详细探讨原子的核式结构模型。
首先，我们需要明确核式结构模型的基本概念和特点，如核的形状、大小、电子的轨道等。
在讲解过程中，老师可以借助图示和动画来帮助学生更好地理解这些抽象的概念。
鲁科版高中物理选修(3-5)-2.2《原子的核式结构模型》参考教案2
原子的核式结构模型一、教学任务分析电子的发现、α粒子散射实验、原子的核式结构模型的提出，这些都是人类探求物质微观结构的认识过程的起点，其中涉及到的实验、逻辑推理方法也都是人类认识自然规律的典型的科学方法。
因此这些内容不仅是本章的核心内容，而且也为后面继续学习人类对微观世界认知过程打下重要的思维与方法的基础。
学习本节内容需要以库仑定律、带电粒子在电场磁场中的运动等电、磁场知识为基础。
从介绍汤姆孙的阴极射线实验入手，通过实验现象分析得到阴极射线是由电子组成的，揭示了原子是可分的。
介绍卢瑟福α粒子散射实验，通过分析实验结果，对汤姆孙建立的“葡萄干蛋糕模型”提出质疑，在此基础上介绍卢瑟福提出的核式结构模型，。
并运用该模型解释α粒子散射实验结果。
在介绍卢瑟福α粒子散射实验的实验设计思想时，使学生了解研究微观世界的一种重要有效的方法与手段是利用其他的高能粒子去碰撞原子，引起某些可能观察到的现象，从分析这些现象的过程中逐步探索认识原子的内部结构和规律。
从而使学生理解人类是如何在实验的基础上认识原子结构；怎样在实验与理论的相互推动下，使认识不断发展不断深入的。
在介绍卢瑟福核式结构模型时，可通过比较该模型、汤姆孙的原子模型与实验结论的相互印证关系，使学生感受到物理模型是一种高度抽象的理想客体和形态；物理学的研究通常需通过提出假设、建立物理模型、实验验证等几个过程；物理学的发展过程，可以说就是一个不断建立物理模型和用新的物理模型代替旧的或不完善的物理模型的过程。
这些认识都将提高学生的科学意识与科学品质。
二、教学目标1．知识与技能（1）知道卢瑟福α粒子散射实验。
（2）知道原子的核式结构模型。
（3）理解卢瑟福的原子核式结构学说对α粒子散射实验的解释。
2．过程与方法（1）通过分析卢瑟福α粒子散射实验的结果，感受物理学的研究方法——提出假设、建立物理模型、实验验证等方法。
（2）通过了解人类探索认识原子结构的历史，认识人类通过收集、处理和分析微观现象所发出的各种信息，来认识不能直接感知的微观世界的认知手段与方法。
高中物理《原子的核式结构模型》导学案人教版选修3
《原子的核式结构模型》导学案学习目标（1）知道卢瑟福α粒子散射实验。
（2）知道原子的核式结构模型。
（3）理解卢瑟福的原子核式结构学说对α粒子散射实验的解释。
重点：卢瑟福α粒子散射实验的结果及卢瑟福的原子核式结构学说的主要论点。
难点：对卢瑟福α粒子散射实验装置、实验结果的理解。
方法：通过分析卢瑟福α粒子散射实验的结果，感受物理学的研究方法——提出假设、建立物理模型、实验验证等方法。
知识回顾：1、阴极射线是什么？2、电子是谁发现的？它的电量和质量分别为多少？引入新课：电子的发现使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有结构。
通常情况下，物质是不带电的，因此，原子应该是电中性的。
既然电子是带负电的，质量又很小，那么原子中一定还有带正电的部分，它具有大部分的原子质量。
那么原子中带正电的部分以及带负电的电子可能是如何分布的？学生活动：根据这些推测来设计一种原子模型（学生讨论发言）一、汤姆孙的原子模型1、自主学习（3分钟）带着猜想，阅读第一自然段，完成刚才的问题。
2、汤姆孙的“西瓜模型”：二、α粒子散射实验科学仅仅有猜想是不够的，还需要实验验证。
汤姆孙的原子模型提出后，他的学生卢瑟福想用实验的方法来加以论证。
由于原子是微小的，无法直接观察它的内部结构，卢瑟福发现研究原子的有效办法是利用高能粒子去碰撞原子，引起某些可能观察到的现象，从分析这些现象的过程中逐步探索认识原子的内部结构和规律。
在这样的思想方法的指导下1909-1911年卢瑟福和他的助手盖革，学生马斯登等做了用α粒子轰击金箔的实验，也就是著名的α粒子散射实验。
1、自主学习（阅读α粒子散射实验，完成下列问题）（5分钟）1）什么是α粒子？为何选用α粒子来做实验？（学生回答，教师点评）α粒子：带正电，电量是电子电量的2倍，质量约是氢原子的4倍，约是电子质量的7300倍。
从放射性元素中放射出来的α粒子动能很大，射出速度达107m/s，α粒子打到荧光屏上能产生一个闪烁的亮点，可用显微镜观察，所以用α粒子的散射现象研究原子的结构。
高中物理 2.2《原子的核式结构模型》学案4 鲁科版选修35
高中物理 2.2《原子的核式结构模型》学案4 鲁科版选修35【学习目标】（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α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。
【夯实基础】1.汤姆生在研究阴极射线时发现了，提出了原子的枣糕模型．2．α粒子散射实验α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，结果是穿过金箔后仍沿原来方向前进，发生了较大的偏转，极个别α粒子甚至 .3.核式结构卢瑟福从行星模型得到启发，提出了原子的核式结构，这是一种联想思维.核式结构：在原子的中心有一个很小的，叫原子核，原子的都集中在原子核里，带在核外空间运动.4.由α粒子散射实验数据还可以估算原子核的大小，卢瑟福估算的结果是：原子核的大小的数量级在以下.例题1.α粒子散射实验装置的描述，你认为正确的有：（ A ）A．实验器材有放射源、金箔、荧光屏、显微镜B．金箔的厚度对实验无影响C．如果不用金箔改用铝箔，就不会发生散射现象；D．实验装置放在空气中和真空中都可以μ1厚的金箔仍包含解析：实验所用的金箔的厚度极小，可至1微米，虽然很薄，但m3300多个原子层，如果金箔的厚度过大，α粒子穿过金箔时必然受到较大的阻碍作用而影响实验效果，B错。
如果改用铝箔，由于铝核的质量仍远大α粒子的质量，散射现象仍然发生，C错。
空气的流动及空气中有许多漂浮的分子，会对α粒子的运动产生影响，实验装置是放在真空中进行的，D错。
正确选项为A。
点评：金的延展性好，可以做的很薄，金的原子核的质量远远大于α粒子的质量，根据动量守恒定律可知，这样当α粒子与金核相碰撞时才能发生大角度散射，甚至被反向弹回，所以α粒子散射实验中选用的材料是金箔。
例题2．瑟福的α粒子散射实验中，有极少数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．原子只能处于一系列不连续的能量状态中解析：α粒子散射实验中，α粒子的大角度偏转是由于受到原子核内集中的正电荷的作用。
2020_2021学年高中物理第二章原子结构第2节原子的核式结构模型教案3鲁科版选修3_5
PPT展示小结
四．布置作业：
课本P
七、教学特色
在本节课本人摆脱了传统的教学中，只是告诉学生汤姆孙的枣糕模型，ɑ粒子散射实验，卢瑟福的原子核式结构模型。
“授人以渔〞，与学生为主体，面向全体学生，使每个学生真正体会到这课的精华的所在：科学研究方法如模型法、黑箱法、微观粒子碰撞法。而不是简单粗暴的给予结论，不知知识的来龙去脉。
本节课最大的成功之处有：
（1）通过ppt本身的动画
〔2〕通过动画展示①模拟卢瑟福的ɑ粒子散射实验
②模拟ɑ粒子穿过两种模型比照动画
③模拟轨迹图
④科普动画帮助进展知识的拓展延伸
利用动画模拟，突破了传统教学，解决重点难点
〔3〕小组讨论，巧妙设置了三个问题，表现教师引导，学生主体。
〔4〕处处渗透着新课程理念的科学探究思想。
1.用ppt动画展示原子枣糕模型
二．进展新课
1．ɑ粒子散射实验
〔1〕实验原理：
教师演示：球
教师指出：在当时的条件下，人们还不知道原子到底长什么样，用眼睛也观察不到这么小的微粒，就像我们被蒙着双眼看世界，什么也看不到，科学家是怎样进展“投石问路〞的呢?当时选的“石头〞又会是什么呢？
教师指出：汤姆孙提出的枣糕模型是否对呢？
六、教学流程设计
教学环节
教师活动
学生活动
信息技术支持〔资源、方法、手段等〕
一．复习导入
人类已经能够利用核能，但20世纪初人们连原子都看不到，为什么说原子中还有比核小的多的核呢？又如何知道原子核的性质呢？原子能够再分吗。上节课学习了汤姆孙发现电子，根据原子呈电中性，汤姆孙提出了原子的枣糕模型。
师生共同得出汤姆孙的原子枣糕模型。
〔2〕将ɑ粒子分别穿过汤姆孙的原子结构模型到卢瑟福的原子的核式结构模型的不同现象用动画模拟并将卢瑟福的原子的核式结构模型与行星结构相类比，突出汤姆孙原子模型与ɑ粒子散射实验之间的矛盾，形成强烈的比照，突破难点。
物理教科版选修3-5教案2122电子原子的核式结构模型(2)
第二章原子结构1电子2原子的核式结构模型一、阴极射线1．实验装置如图所示真空玻璃管中K是金属板制成的阴极，A是金属环制成的阳极；把它们分别连在感应圈的负极和正极上．2．实验现象玻璃壁上出现淡淡的荧光及管中物体在玻璃壁上的影．3．阴极射线荧光是由于玻璃受到阴极发出的某种射线的撞击而引起的，这种射线被命名为阴极射线．电子的发现是与阴极射线的实验研究联系在一起的，而阴极射线的发现和研究是从真空放电现象开始的.1858年，德国物理学家普吕克在利用德国玻璃工盖斯勒发明的盖斯勒放电管研究气体放电时，发现对着阴极的管壁上出现了美丽的绿色荧光.1876年德国物理学家戈德斯坦证实这种绿色荧光是由阴极上所产生的某种射线射到玻璃上产生的，他把这种射线命名为“阴极射线”．“阴极射线”到底是什么？提示：带负电的粒子流(高速电子流)．这个问题曾引起了物理学界一场大争论．法国物理学家大多认为阴极射线是一种电磁波(以太波)，英国的物理学家则认为是一种带电粒子流，这一争论持续了二十年，促使许多物理学家进行了很多有意义的实验，推动了物理学的发展，这场争论最后由J.J.汤姆孙解决了，他用实验表明阴极射线就是带负电的粒子流．二、电子的发现1．汤姆孙的探究(1)让阴极射线分别通过电场和磁场，根据偏转情况，证明它是B(A.带正电B．带负电)的粒子流并求出了它的比荷．(2)换用不同材料的阴极做实验，所得比荷的数值都相同．证明这种粒子是构成各种物质的共有成分．(3)进一步研究新现象，不论是由于正离子的轰击，紫外光的照射，金属受热还是放射性物质的自发辐射，都能发射同样的带电粒子——电子．由此可见，电子是原子的组成部分，是比原子更量子化的物质单元．2．密立根“油滴实验”(1)精确测定电子电荷．(2)电荷是量子化的．3．电子的有关常量这个丰富多彩的世界是由原子构成的．原子内部呈现的复杂的结构，不断地吸引着人们去探索．现在利用先进的手段已经能够“看到”或“拿起”一个原子，但在19世纪，实验手段和设备相当简陋，人类只能运用观测的现象推测原子内部的情景．汤姆孙在研究原子结构方面取得开拓性的成果．汤姆孙在当时是通过什么样的实验发现电子的呢？提示：汤姆孙是在研究气体放电产生阴极射线的实验中发现电子的．三、汤姆孙的原子模型汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌在球中．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α粒子散射实验否定了．汤姆孙发现电子之后，人们立刻进行建立各种原子模型的尝试，你都知道有哪些典型的模型呢？提示：(1)勒纳德的动力子模型：原子内部的电子与相应的正电荷组成一个中性的“刚性配偶体”，他取名为动力子，无数动力子漂浮于原子太空内．(2)长冈半太郎的土星型模型：1904年，他根据麦克斯韦的土星环理论推测原子的结构，提出了一个土星模型，它实际上已经包含了核模型的基本思想，只是对核的大小的数量级及稳定性等问题没有给出足够的重视．(3)汤姆孙的“枣糕模型”．(4)卢瑟福的核式结构模型．(5)玻尔模型．后面的三种模型教材中已经做了阐述．四、α粒子散射实验1．α粒子α粒子是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，含有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的4倍．2．实验方法用α粒子源发射的α粒子束轰击金箔，用带有荧光屏的放大镜，在水平面内不同方向对散射的α粒子进行观察，根据散射到各方向的α粒子所占的比例，可以推知原子中正、负电荷的分布情况．3．实验装置4．实验现象(1)绝大多数的α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进．(2)少数α粒子发生了大角度偏转；偏转的角度甚至大于90°，它们几乎被“撞了回来”．5．实验意义卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了核式结构模型．在α粒子散射实验中，偏转角大的α粒子与偏转角小的α粒子相比，谁离原子核更近一些？提示：α粒子与原子核之间有相互作用的库仑斥力，偏转角大，意味着库仑力大，因而也就越靠近原子核．五、卢瑟福的核式结构模型1．核式结构模型1911年由卢瑟福提出，原子中带正电的部分体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动．2．原子核的电荷与尺度考点一对阴极射线的认识1．对阴极射线本质的认识——两种观点(1)电磁波说，代表人物——赫兹，他认为这种射线的本质是一种电磁辐射．(2)粒子说，代表人物——汤姆孙，他认为这种射线的本质是一种带电粒子流．2．阴极射线带电性质的判断方法阴极射线的本质是电子，在电场(或磁场)中所受电场力(或洛伦兹力)远大于所受重力，故研究电磁力对电子运动的影响时，一般不考虑重力的影响，其带电性质的判断方法如下：(1)方法一：在阴极射线所经区域加上电场，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)方法二：在阴极射线所经区域加一磁场，根据亮点位置的变化和左手定则确定带电的性质．【例1】如图所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线将()A．向纸内偏转B．向纸外偏转C．向下偏转D．向上偏转先判断出直导线下方电流产生的磁场的方向，再由左手定则即可判断出阴极射线的偏转方向．【解析】长直导线的电流方向向左，由安培定则可判定直导线下方所处磁场垂直纸面向外，由于电子从负极射出，根据左手定则可判定电子向上偏转，即阴极射线将向上偏转．【答案】 D总结提能本题综合考查了电流的磁场、左手定则以及阴极射线的产生和实质．(多选)关于阴极射线，下列说法正确的是(BD)A．阴极射线就是稀薄气体导电的辉光放电现象B．阴极射线是在真空管内由阴极发生的电子流C ．阴极射线是组成物体的原子D ．阴极射线沿直线传播，但在电场、磁场中偏转解析：阴极射线是原子受激发射出的电子；碰到荧光物质时，能使荧光物质发光；电子流在电场和磁场中会发生偏转．考点二 带电粒子比荷的确定1．电荷量的量子化带电体所带电荷量具有量子化，即任何带电体所带电荷量只能是电子电荷量的整数倍，即q ＝ne (n 为自然数)．2．比荷(或电荷量)的测定根据电场、磁场对电子(带电粒子)的偏转测量比荷(或电荷量)，分以下两步：(1)让粒子通过正交的电磁场(如图)，让其做直线运动，根据二力平衡，即F 洛＝F 电(Bq v ＝qE )得到粒子的运动速度v ＝E B .(2)在其他条件不变的情况下，撤去电场(如图)，保留磁场让粒子单纯地在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力即Bq v ＝m v 2r ，根据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径r ，则由q v B ＝m v 2r 得q m ＝v Br ＝E B 2r.【例2】在测阴极射线比荷的实验中，汤姆孙采用了如图所示的阴极射线管，从C出来的阴极射线经过A、B间的电场加速后，水平射入长度为L的D、E平行板间，接着在荧光屏F中心出现荧光斑．若在D、E间加上方向向下，场强为E的匀强电场，阴极射线将向上偏转；如果再利用通电线圈在D、E电场区加上一垂直纸面的磁感应强度为B的匀强磁场(图中未画)荧光斑恰好回到荧光屏中心，接着再去掉电场．阴极射线向下偏转，偏转角为θ，试解决下列问题：(1)说明阴极射线的带电性；(2)说明图中磁场沿什么方向；(3)根据L、E、B和θ，求出阴极射线的比荷．由阴极射线在电场和磁场中受到的电场力和洛伦兹力的方向判断电性和磁场方向，利用两力的平衡关系，及阴极射线在磁场中做匀速圆周运动列方程求解比荷．【解析】(1)由于阴极射线向上偏转，因此受电场力方向向上，又由于匀强电场方向向下，即电场力的方向与电场方向相反，所以阴极射线带负电．(2)根据题意知，在D 、E 区加上磁场时，阴极射线受到的洛伦兹力应向下，由左手定则可判断，磁场方向垂直纸面向里．(3)当射线在D 、E 间做匀速直线运动时有：qE ＝Bq v .当射线在D 、E 间的磁场中发生偏转时，有Bq v ＝m v 2r ，同时又有：L ＝r ·sin θ，如图．可得：q m ＝E sin θB 2L. 【答案】 (1)负电 (2)垂直纸面向里 (3)E sin θB 2L总结提能 (1)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，可利用运动的分解、运动学公式、牛顿运动定律列出相应的关系．(2)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，要注意通过画轨迹示意图确定圆心位置，利用几何知识求其半径．(3)带电粒子通过互相垂直的匀强电磁场时，可使其做匀速直线运动，根据qE ＝q v B 可求其速度．解决此类问题，要在熟练掌握各部分知识的基础上灵活解答．为了测定带电粒子的比荷q m ，让这个带电粒子垂直电场方向飞进平行金属板间，已知匀强电场的场强为E ，在通过长为L 的两金属板间后，测得偏离入射方向的距离为d ，如果在两板间加垂直于电场方向的匀强磁场，磁场方向垂直于粒子的入射方向，磁感应强度为B ，则粒子恰好不偏离原来的方向，求q /m 为多少？ 答案：2Ed B 2L2 解析：设带电粒子以v 0跟电场垂直进入匀强电场，则d ＝12at 2＝12qE m (L v 0)2 ① 此带电粒子垂直入射到正交的电磁场区域时不发生偏转，由平衡条件qE ＝q v 0B ，得v 0＝E B ②由①②两式得qEL 22md ＝E 2B 2.解得q m ＝2Ed B 2L2. 考点三 对α粒子散射实验的理解1．α粒子散射实验装置及注意事项(1)实验装置(如图)由放射源、金箔、荧光屏等组成．(2)实验注意事项：①整个实验过程需在真空中进行．②α粒子是氦原子核，本身非常小，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．2．α粒子的散射实验否定了汤姆孙的原子模型(1)α粒子在穿过原子之间时，所受周围的正、负电荷作用的库仑力是平衡的，α粒子不会发生偏转．(2)α粒子正对着电子射来，质量远小于α粒子的电子不可能使α粒子发生明显偏转，更不可能使它反弹．3．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．【例3】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．金箔中的金原子间存在很大的空隙，只有极少数碰到金原子少数α粒子大角度偏转→受到很强的斥力→α粒子带正电→遇到质量很大的正电体【解析】卢瑟福的α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大角度的偏转，说明只有少数α粒子受到很强的斥力，大多数α粒子受到的斥力很小，这反映出在原子内部正电荷分布在很小的空间，且质量很大，A正确，B错误；实验中所用金箔尽管很薄，但也有上万层原子，由此可知，有少数α粒子偏转显然不是由于碰不到金原子，由此知C、D错误．故选A.【答案】 A总结提能α粒子散射实验装置及核式结构模型(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．(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、电荷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、电荷量主要集中在体积很小的核上．如图所示为α粒子散射实验装置，粒子打到荧光屏上会引起闪烁，若将带有荧光屏的显微镜分别放在图中A，B，C，D四处位置．则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数符合实验事实的是(A)A．1 305,25,7,1B．202,405,625,825C．1 202,1 010,723,203D．1 202,1 305,723,203解析：由于绝大多数粒子运动方向基本不变，所以A位置闪烁次数最多，少数粒子发生了偏转，极少数发生了大角度偏转．符合该规律的数据只有A选项，故选项A正确．考点四原子的核式结构分析【例4】根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，如图所示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1．α粒子从a运动到b，电场力做正功还是负功，α粒子的电势能增大还是减小？2．α粒子从a运动到b，受到的电场力大小如何变化？试根据点电荷周围场强大小的关系分析一下．3．在a点和c点，α粒子具有的动能和电势能是否相同？【解析】α粒子受到原子核的排斥力，接近时动能减小，远离时动能增大，A项错误；电场力先做负功，后做正功，所以电势能先增加，后减小，又由于a、c在同一等势面上，所以α粒子从a运动到c 电场力做功为零，B项错误，C项正确；库仑力F＝kQ1Q2，即F随rr2的变化而变化，与r2成反比，所以库仑力先增后减，加速度也是先增后减，D 项错误．【答案】 C总结提能 电荷在电场中运动时，电场力做正功，电荷的动能增加，电势能减小；电场力做负功，电荷的动能减小，电势能增大．如图所示，M 、N 为原子核外的两个等势面，已知U NM ＝100 V ，一个α粒子以2.5×105 m/s 的速度从等势面M 上的A 点运动到B 点，求α粒子在B 点时的速度大小．(已知m α＝6.64×10－27 kg)答案：2.3×105 m/s解析：α粒子由A 到B 的过程中由动能定理得－2eU NM ＝12m αv 2B －12m αv 2A ， 则v B ＝v 2A －4eU NM m α＝2.3×105 m/s. 重难疑点辨析解决原子核式结构模型相关问题的方法1．解题依据和方法一解答与本节知识有关的试题，必须以三个实验的现象和从三个实验中发现的事实为基础，应明确以下几点：(1)汤姆孙发现了电子，说明原子是可分的，电子是原子的组成部分．(2)卢瑟福“α粒子散射实验”现象说明：原子中绝大部分是空的，原子的绝大部分质量和全部正电荷都集中在一个很小的核上．(3)卢瑟福用α粒子轰击原子核实验，发现了质子．2．解题依据和方法二根据原子的核式结构，结合前面所掌握的动能、电势能、库仑定律及能量守恒定律等知识，是综合分析解决有α粒子靠近原子核过程中，有关功、能的变化，加速度、速度的变化所必备的基础知识和应掌握的方法．3．解题依据和方法三明确原子核中核电荷数、质子数、核外电子数以及元素的原子序数四种数的数值相等，以及原子的质量数与核子数相等，并等于质子数与中子数的和．它是分析解决实际问题的依据．【典例】(多选)如图所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一金原子核附近时的示意图，A、B、C三点分别位于两个等势面上，则下列说法正确的是()A．α粒子在A处的速度比在B处的速度小B．α粒子在B处的速度最大C．α粒子在A、C处的速度大小相等D．α粒子在B处的速度比在C处的速度小【解析】由能量守恒定律可知，对于A、B、C三点，A、C位于原子核形成的同一等势面上，电势能相同，故动能也相同，则A、C 两点速率相同，故C正确；由A到B，α粒子克服库仑力做功，动能减小，电势能增大，故B点速度最小，D正确，A、B错误．【答案】CD在原子核形成的电场中，越靠近原子核电势越高，α粒子运动过程中，只有动能和电势能相互转化且总和不变，由A到B靠近原子核的过程．电势能增大，动能减小，由B到C远离原子核的过程，电势能又转化为动能．求解此类问题要结合库仑力做功和功能关系分析.1．下面对阴极射线的认识正确的是(D)A．阴极射线是由阴极发出的粒子撞击玻璃管壁上的荧光而产生的B．只要阴阳两极间加有电压，就会有阴极射线产生C．阴极射线可以穿透薄铝片，这说明它是电磁波D．阴阳两极间加有高压时，电场很强，阴极中的电子受到很强的库仑力作用而脱离阴极解析：阴极射线是由阴极直接发出的，A错误；只有当两极间加有高压且阴极接电源负极时，阴极中的电子才会受到足够大的库仑力作用而脱离阴极成为阴极射线，B错误，D正确；可以穿透薄铝片的，可能是电磁波，也可能是更小的粒子，C错误．2．(多选)关于电荷量，下列说法中正确的是(BCD)A．物体所带电荷量可以是任意值B．物体所带电荷量只能是某些值C．物体所带电荷量的最小值为1.6×10－19 CD．一个物体带1.6×10－9C的正电荷，这是它失去了1.0×1010个电子的缘故解析：电荷量是量子化的，即物体的带电荷量只能是某一最小电荷量的整数倍，这一最小电荷量是1.6×10－19 C，A错误，B、C正确；物体带正电，是由于它失去了带负电的电子，D正确．3．(多选)关于原子的核式结构模型，下列说法正确的是(AB) A．原子中绝大部分是“空”的，原子核很小B．电子在核外绕核旋转的向心力是原子核对它的库仑力C．原子的全部电荷和质量都集中在原子核里D．原子核的直径的数量级是10－10 m解析：因为原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内，而原子核又很小，所以原子内绝大部分区域是“空”的，A正确，C 错误；电子绕原子核的圆周运动是原子核与电子间的库仑引力提供向心力，B正确；原子核直径的数量级是10－15 m，原子直径的数量级是10－10 m，D错误．4．X表示金原子核，α粒子射向金核时被散射，设入射的动能相同，其偏转轨道可能是图中的(D)解析：离金原子核越远的α粒子，受到的斥力越小，偏转越小．5．卢瑟福的核式结构模型认为：原子具有核式结构，电子在核外绕原子核运动．若认为电子沿圆轨道绕原子核运动，则电子绕核运动的速率是1.4×107_m/s .(已知电子电荷量e ＝1.6×10－19 C ，质量m e ＝9.1×10－31 kg ，金原子核的电荷量Q ＝1.264×10－17 C ，静电力常量k ＝9.0×109 N·m 2/C 2，电子绕核运动的半径r ＝1.0×10－10 m)解析：电子绕核运动时，库仑力提供向心力k Qe r 2＝m e v 2r ， 得v ＝kQe m e r ＝9.0×109×1.264×10－17×1.6×10－199.1×10－31×1.0×10－10 m/s ≈1.4×107 m/s.。
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2019-2020年高中物理 2.2 原子的核式结构模型教案教科版选修3-5
三维教学目标
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。
教学重点：
（1）引导学生自主思考讨论在于对粒子散射实验的结果分析从而否定葡萄干布丁模型，得出原子的核式结构；
（2）在教学中渗透和让学生体会物理学研究方法，渗透三个物理学方法：模型方法，黑箱方法和微观粒子的碰撞方法。
教学难点：引导学生小组自主思考讨论在于对粒子散射实验的结果分析从而否定葡萄干布丁模型，得出原子的核式结构
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备。
（一）引入新课
汤姆生发现电子，根据原子呈电中性，提出了原子的葡萄干布丁模型。
用动画展示原子葡萄干布丁模型。
（二）进行新课
1、粒子散射实验原理、装置
（1）粒子散射实验原理：
问题：汤姆生提出的葡萄干布丁原子模型是否对呢？
原子的结构非常紧密，用一般的方法是无法探测它的内部结构的，要认识原子的结构，需要用高速粒子对它进行轰击。
而粒子具有足够的能量，可以接近原子中心。
它还可以使荧光屏物质发光。
如果粒子与其他粒子发生相互作用，改变了运动方向，荧光屏就能够显示出它的方向变化。
研究高速的粒子穿过原子的散射情况，是研究原子结构的有效手段。
指出：研究原子内部结构要用到的方法：黑箱法、微观粒子碰撞方法。
（2）粒子散射实验装置
粒子散射实验的装置，主要由放射源、金箔、荧光屏、望远镜和转动圆盘几部分组成。
粒子散射实验在课堂上无法直接演示，希望借助多媒体系统，利用动画向学生模拟实验的装置、过程和现象，使学生获得直观的切身体验，留下深刻的印象。
通过多媒体重点指出，荧光屏和望远镜能够围绕金箔在一个圆周上运动，从而可以观察到穿透金箔后偏转角度不同的
粒子。
并且要让学生了解，这种观察是非常艰苦细致的工作，所用的时间也是相当长的。
动画展示粒子散射实验装置动画展示实验中，通过显微镜观察到的现象。
（3）实验的观察结果
明确：入射的粒子分为三部分。
大部分沿原来的方向前进，少数发生了较大偏转，极少数发生大角度偏转。
2、原子的核式结构的提出
三个问题：用汤姆生的葡萄干布丁模型能否解释粒子大角度散射？请同学们根据以下三方面去考虑：
（1）粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后造成的？
（2）按照葡萄干布丁模型，粒子在原子附近或穿越原子内部后有没有可能发生大角度偏转？（3）你认为原子中的正电荷应如何分布，才有可能造成粒子的大角度偏转？为什么？
小结：
对于问题1、2：按照葡萄干布丁模型，①碰撞前后，质量大的粒子速度几乎不变。
只可能是电子的速度发生大的改变，因此不可能出现反弹的现象，即使是非对心碰撞，也不会有大角散射。
②对于粒子在原子附近时由于原子呈中性，与粒子之间没有或很小的库仑力的作用，正电荷在原子内部均匀的分布，粒子穿过原子时，由于原子两侧正电荷将对它的斥力有相当大一部分互相抵消，使粒子偏转的力不会很大所以粒子大角度散射说明葡萄干布丁模型不符合原子结构的实际情况。
对于问题3：讨论、推理、分析得到卢瑟福的原子结构模型。
小结：实验中发现极少数粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些粒子在原子中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，可见原子中的正电荷、质量应都集中在一个中心上。
①绝大多数粒子不偏移→原子内部绝大部分是“空”的。
②少数粒子发生较大偏转→原子内部有“核”存在。
③极少数粒子被弹回表明：作用力很大；质量很大；电量集中。
点评：教师进行科学研究方法教育：模型法
（实验现象）→（分析推理）→（构造模型）
（通过汤姆生的原子结构模型到卢瑟福的原子的核式结构模型的建立，既渗透科学探究的因素教学，又进行了模型法的教学，并将卢瑟福的原子的核式结构模型与行星结构相类比，指出大自然的和谐统一的美，渗透哲学教育。
通过学生对这三个问题的讨论与交流，顺理成章地否定了葡萄干布丁模型，并开始建立新的模型。
希望这一部分由学生自己完成，教师总结，总结时，突出汤姆生原子模型与粒子散射实验之间的矛盾，可以将粒子分别穿过葡萄干布丁模型和核式结构模型的不同现象用动画模拟，形成强烈的对比，突破难点）得到卢瑟福的原子的核式结构模型后再展示立体动画粒子散射模型，使学生有更清晰的直观形象、生动的认识。
3、原子核的电荷与大小
关于原子的大小应该让学生有个数量级的概念，即原子的半径在10-10m左右，原子核的大小在10-15～10-14m左右，原子核的半径只相当于原子半径的万分之一，体积只相当于原子体积的万亿分之一。
为了加深学生的印象，可举一些较形象的比喻或按比例画些示意图，同时通过表格展示，对比。