2012【优化方案】精品课件物理选修3-5(配粤教)第3章第二节

3．原子核的电荷和大小 中性原子的原子核的电荷数等于核外电子数， 原子核的半径约为10－1差万倍之多， 可见原子内部十分空旷．
即时应用(即时突破，小试牛刀) 2.(双选)英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金 箔，为了解释实验结果，他提出了原子的核 式结构学说．如图3－2－5所示，O表示金 原子核的位置，曲线ab和cd分别表示经过金 原子核附近的α粒子的运动轨迹，其中能正 确反映实验结果的是( ) 图3－2－5
解析：选BD.α粒子和原子核都带正电，α粒 子离核越近受斥力越大，偏转越大，C错D对； 曲线运动的轨迹总是弯向受力的一侧，A错B 对．
课堂互动讲练
α粒子散射实验现象
例1)卢瑟福提出原子核式结构学说的 (单选 根据是：在用 α 粒子轰击金箔的实验中发现 α粒子( ) A．全部穿过或发生很小的偏转 B ．绝大多数穿过，只有少数发生很大偏转 甚至极少数被弹回 C ．绝大多数发生很大的偏转，甚至被弹回， 只有少数穿过 D．全部发生很大的偏转
B．α粒子从K到R的过程中动能逐渐减小
C ． α 粒子从 K 到 R 的过程中动能先减小后增 加 D ． α 粒子从 K 到 R 的过程中电势能先增加后 减小
【思路点拨】 情况判断．
根据库仑力对α粒子的做功
【自主解答】 在α粒子从K到离原子核最近 的过程中，库仑斥力做负功，动能逐渐减小， 电势能逐渐增加；在 α 粒子从离原子核最近 到 R的过程中，库仑斥力做正功，动能增加， 电势能减小．由此可知，C、D正确．
【答案】
CD
变式训练 (双选)在α粒子散射实验中，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．势能最小 C．α粒子与金原子核组成的系统能量最小 D．所受金原子核的斥力最大
解析：选AD.α粒子在接近金原子核的过程中， 要克服库仑斥力做功，动能减少，电势能增 大；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．
二、α粒子散射实验
1．α粒子散射实验的装置
实验装置如图3－2－2所示，由α粒子放射源、 金箔、荧光屏等组成． 放射源放出快速运动的α粒子，α粒子通过 金箔时被散射，打到荧光屏上，荧光屏上带 有放大镜，可以在水平面内转动，整个装置 封闭在真空内．
图 3－ 2－ 2
2．α粒子散射实验的结果 绝大多数 α 粒子穿过金箔后基本上仍沿原来 的方向前进，但是有少数 α 粒子发生了较大 的偏转，极少数 α 粒子偏转角度超过 90°， 有的几乎达到180°，沿原路返回． 特别提醒：汤姆生的原子模型无法解释α粒 子的大角度散射，因为电子质量太小，不会 使α粒子的运动方向明显改变．如果正电荷 均匀分布，α粒子穿过金箔时受到各方向的 库仑斥力基本平衡，也不会使α粒子发生大 角度散射．
第二节 原子的结构
课标定位
课前自主学案
第 二 节
核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练
课标定位
学习目标：1.知道α粒子散射实验． 2．明确原子核式结构模型的主要内容． 3．理解原子核式结构提出的主要思想．
重点难点：1.原子的核式结构．
2．α粒子散射实验．
课前自主学案
一、α粒子散射实验 1．汤姆生的原子结构模型—葡萄干布丁模型 原子是一个__体，____________均匀地分布 在其中，______________ 则像布丁中的葡萄 球 带正电的部分 干一样镶嵌在内． 质量很小的电子
核心要点突破
一、汤姆生的原子模型 1.原子是一个球体，正电荷和质量均匀分布． 2．电子按一定规律镶嵌其中． 3．电子在平衡位置附近振动发光，如图3－2 －1. 4．原子内正、负电荷相等，原子整体呈电中 性． 图 3－ 2－ 1
特别提醒：汤姆生的原子模型虽然不正确， 但它试图从原子的层面上解释发光问题，揭 开了原子结构研究的序幕．
2．α粒子散射实验 绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原 少数 来的方向前进，但有____α粒子发生了较大 极少数 的偏转，并且有______α 粒子的偏转超过了 90°，有的甚至几乎达到180°.
思考感悟
1909年到1911年，卢瑟福用α粒子轰击金箔， 进行著名的α粒子散射实验．在α粒子散射 实验中为什么选用金箔？ 提示：这是因为：(1)金的延展性好，容易做 成很薄很薄的箔，实验用的金箔厚度大约是 10－7m；(2)金原子带的正电荷多，与α粒子 间库仑力大；(3)金原子质量大约是α粒子质 量的50倍，因而惯性大，α粒子的运动状态 容易改变，金原子的运动状态不容易改变．
三、原子的核式结构 1．卢瑟福原子结构模型的内容
(1)在原子的中心有一个很小的核叫原子核， 原子的全部的正电荷和几乎全部质量，都集 中在核里． (2)带负电的电子在核外空间绕核旋转．
2．核式结构模型的解释
(1)由于原子核很小，大多数α粒子穿过金箔 时都离核很远，受到的斥力很小，它们的运 动几乎不受影响．如图3－2－4. (2)只有极少数α粒子有机会与原子核接近， 明显地受到原子核的斥力而发生大角度的偏 转．如图3－2－4. 图3－2－4
解析：选AD.α粒子通过金箔时，绝大多数不 发生偏转，仍沿原来的方向前进，在A位置 处观察闪光次数最多，A正确．少数发生较 大的偏转，在B处观察到闪光的次数比A处应 少很多，而不是稍少一些，B错误．极少数 偏转角超过90°，有的甚至被弹回，偏转几 乎达到180°.在C、D位置时，屏上仍能观察 到一些闪光，但次数极少，C错误，D正确．
二、原子的核式结构的提出 1．原子的核式结构模型
卢瑟福依据 α 粒子散射实验的结果，提出了 原子的核式结构：在原子的中心有一个带正 电的原子核，它几乎集中了原子的全部____，质量 而____则在核外空间绕核旋转． 电子
2．原子和原子核的半径
原子核的质量几乎集中了原子的全部质量， 但它的半径却非常小，原子半径大约是 －10m ______10 ，而原子核的半径约为 ____________. 10－15～10－14m
【精讲精析】 本题考查对实验现象的正确 描述，由卢瑟福 α 粒子散射实验现象，不难 判断B正确．
【答案】 B 【方法总结】 学会用α粒子散射实验的核 式结构模型解释α粒子散射实验有助于对问 题的认识和理解．
核式结构模型
例2 )在卢瑟福α粒子散射实验中，有少 (单选 数α粒子发生大角度偏转，其原因是( )
即时应用(即时突破，小试牛刀) 1.(双选)如图3－2－3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的A、B、C、D四个位 置时，观察到的现象描述正确的是( )
图3－2－3
A ．在 A 位置时，相同时间内观察到屏上的 闪光次数最多
B．在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪 光次数只比在A位置时稍少些 C．在C、D位置时，屏上观察不到闪光 D ．在 D 位置时，屏上仍能观察到一些闪光， 但次数极少
【方法总结】 原子的核式结构正是建立在 α粒子散射实验结果的基础上的，这是解决 该类题目的关键所在．
α粒子散射实验中的能量变 化问题
例3)如图3－2－6所示，Q为金原子核， (双选 M、N为两个等势面，虚线为α粒子经过原子 核附近的运动轨迹，关于α粒子，下列说法 正确的是( )
图3－2－6
A．α粒子从K到R的过程中动能逐渐增加
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．正电荷在原子内是均匀分布的
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
【精讲精析】 卢瑟福 α 粒子散射实验中使 卢瑟福惊奇的就是 α 粒子发生了较大角度的 偏转，这是由于 α 粒子带正电，而原子核极 小，且原子核带正电，选项A正确，选项B错 误． α 粒子能接近原子核的机会很小，大多 数 α 粒子都从核外的空间穿过，而与电子碰 撞时如同子弹碰到尘埃一样，运动方向不会 发生改变．选项C、D的说法没错，但与题意 不符． 【答案】 A
知能优化训练
本部分内容讲解结束
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