高中物理原子的核式结构学案1
1高二物理选修5《原子核式结构模型》导学案
科学尊重事实,服从真理,而不会屈服于任何压力。
——童第周编号:gswhwlxx5——007文华高中高二物理选修3-5《原子的核式结构模型》导学案编制人:吴军云班级:学生姓名:【学习目标】1、知识与技能(1)了解原子结构模型建立的历史及各种模型建立的依据。
(2)知道ɑ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ɑ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、情感、态度与价值观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。
【重点难点】重点:了解原子结构模型建立的历史及各种模型建立的依据。
难点:怎样用ɑ粒子散射实验现象推理原子核式结构模型【知识链接】(1)初中化学学过,原子由__________ 和__________ 组成。
(2)电子由__________ 发现的,由__________ 通过__________ 实验测出电子电量。
【学习过程】知识点一、汤姆孙的原子模型1.汤姆孙发现电子,说明原子可以再分割。
在此基础上,汤姆孙于1898年提出了原子模型(见课件图形),他认为原子是一个球体,正电荷弥漫性地________分布在整个球体内,____________镶嵌其中.有人形象地把汤姆孙模型称为________________或______________.知识点二、ɑ粒子散射实验问题1:ɑ粒子散射实验是怎么做的?(课件展示)问题2:ɑ粒子散射实验结果是什么?知识点三、卢瑟福原子核式结构模型1911年卢瑟福提出,在原子的中心有一个很小的核叫__________.原子的________正电荷和__________质量都集中在原子核里,带负电的电子在__________空间里绕核旋转.合作探究:怎样用ɑ粒子散射实验结果得到原子模型?知识点四:原子核的电荷与尺度(1)原子内的电荷关系:各种元素的原子核的电荷数与含有的________相等,非常接近于它们的__________.(2)原子核的组成:原子核是由______和______组成的,原子核的电荷数就是核中的______ 数.(3)原子核的大小:实验确定的原子核半径R的数量级为________ m,而整个原子半径的数量级是________ m.原子内部是十分“空旷”的.课堂反馈练习1、在用α粒子轰击金箔的实验中,卢瑟福观察到的α粒子的运动情况是( )A、全部α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进B、绝大多数α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进,少数发生较大偏转,极少数甚至被弹回C、少数α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进,绝大多数发生较大偏转,甚至被弹回D、全部α粒子都发生很大偏转2、卢瑟福α粒子散射实验的结果 ( )A、证明了质子的存在B、证明了原子核是由质子和中子组成的C、说明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上D、说明原子的电子只能在某些不连续的轨道上运动3、当α粒子被重核散射时,如图所示的运动轨迹哪些是不可能()节节过关题1.下列关于原子结构的说法正确的是() A.电子的发现说明了原子内部还有复杂结构B.α粒子散射实验揭示了原子的核式结构C.α粒子散射实验中绝大多数α粒子都发生了较大偏转D.α粒子散射实验中有的α粒子发生较大偏转是α粒子与原子发生碰撞所致2.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3.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4.卢瑟福提出原子核式结构的实验基础是α粒子散射实验,在α粒子散射实验中,大多数α粒子穿越金箔后仍然沿着原来的方向运动,其较为合理的解释是()A.α粒子穿越金箔时距离原子核较近B.α粒子穿越金箔时距离原子核较远C.α粒子穿越金箔时没有受到原子核的作用力D.α粒子穿越金箔时受到原子核与电子的作用力构成平衡力[方法技巧题组]5.在α粒子散射实验中,使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子的() A.万有引力B.库仑力C.磁场力D.核力6.如图所示,X表示金原子核,α粒子射向金核被散射,若它们入射时的动能相同,其偏转轨道可能是图中的()图17.如图1所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一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,则以下说法中正确的是() 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处的速度的大小相同D.α粒子在B处的速度比在C处的速度小8.关于α粒子散射实验,下列说法正确的是() A.α粒子穿过原子时,由于α粒子的质量比电子大得多,电子不可能使α粒子的运动方向发生明显的改变B.由于绝大多数α粒子穿过金箔后仍按原来方向前进,所以使α粒子发生大角度偏转的原因是在原子中极小的区域内集中着对α粒子产生库仑力的正电荷C.α粒子穿过原子时,只有少数粒子发生大角度偏转的原因是原子核很小,α粒子接近原子核的机会很小D.使α粒子发生大角度偏转的原因是α粒子穿过原子时,原子内部两侧的正电荷对α粒子的斥力不相等。
高中物理第二章原子结构原子的核式结构模型导学案教科选修
第2节原子的核式结构模型[目标定位] 1.了解α粒子散射实验的实验装置、实验原理和实验现象.2.理解卢瑟福的原子核式结构模型.一、α粒子散射实验1.实验装置(如图1):图12.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粒子分布情况.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18 000.二、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,叫做原子核,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.一、对α粒子散射实验的理解1.装置:放射源、金箔、荧光屏等,如图2所示.图22.现象:(1)绝大多数的α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进.(2)少数α粒子发生较大的偏转.(3)极少数α粒子偏转角度超过90°,有的几乎达到180°.3.注意事项:(1)整个实验过程在真空中进行.(2)α粒子是氦原子核,体积很小,金箔需要做得很薄,α粒子才能穿过.4.汤姆孙的原子模型不能解释α粒子的大角度散射.【例1】 (多选)如图3为卢瑟福所做的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,下述说法中正确的是( )图3A.相同时间内在A时观察到屏上的闪光次数最多B.相同时间内在B时观察到屏上的闪光次数比放在A时稍少些C.放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光,但次数极少D.放在C、D位置时屏上观察不到闪光答案AC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粒子发生大角度偏转,极少数α粒子偏转角度大于90°,极个别α粒子反弹回来,所以在B位置只能观察到少数的闪光,在C、D两位置能观察到的闪光次数极少,故B、D错,C对.借题发挥解决α粒子散射实验问题的技巧1.熟记实验装置及原理.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)汤姆孙的原子模型不能解释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、电荷量都集中在体积很小的核内.针对训练1 (多选)图4用α粒子撞击金原子核发生散射,图4中关于α粒子的运动轨迹正确的是( )A.a B.bC.c D.d答案CD解析α粒子受金原子核的排斥力,方向沿两者的连线方向,运动轨迹弯向受力方向的一侧,A、B均错误;离原子核越近,α粒子受到的斥力越大,偏转越大,C、D正确.二、卢瑟福原子核式结构模型1.内容:在原子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集中在核内,带负电的电子在核外空间绕核旋转.2.对α粒子散射实验现象的解释(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,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°,这种机会极小,如图5所示.图53.数量级:原子的半径数量级为10-10 m,原子核半径的数量级为10-15 m【例2】下列对原子结构的认识中,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,向心力为库仑力C.原子的全部正电荷都集中在原子核里D.原子核直径的数量级大约为10-10 m答案 D解析卢瑟福α粒子散射实验的结果否定了关于原子结构的汤姆孙模型,卢瑟福提出了关于原子的核式结构学说,并估算出原子核直径的数量级为10-15 m,而原子直径的数量级为10-10 m,是原子核直径的十万倍,所以原子内部是十分“空旷”的,核外带负电的电子由于受到带正电的原子核的库仑引力而绕核旋转,所以本题应选D.针对训练2 在卢瑟福α粒子散射实验中,只有少数α粒子发生了大角度偏转,其原因是( )A.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.原子的质量在原子核内是均匀分布的答案 A解析原子的核式结构正是建立在α粒子散射实验结果基础上的,C、D的说法没有错,但与题意不符.α粒子散射实验的理解1.在α粒子的散射实验中,使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子的( ) A.万有引力B.库仑力C.磁场力D.核力答案 B2.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,提出了原子的核式结构学说,如图所示,O表示金原子核的位置,曲线ab和cd表示经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹,能正确反映实验结果的图是( )答案 D解析α粒子散射实验的原因是α粒子与金原子核间存在库仑斥力,因此仅有D图正确.原子的核式结构模型3.(多选)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内D.带负电的电子在核外绕着核旋转答案ACD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,叫做原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内,带负电的电子在核外空间绕着核旋转,由此可见,B选项错误,A、C、D选项正确.4.(多选)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.能发生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子答案BCD解析原子核带正电,与α粒子间存在库仑力,当α粒子靠近原子核时受库仑力而偏转,电子对它的影响可忽略,故A错,B对;由于原子核非常小,绝大多数粒子经过时离核较远因而运动方向几乎不变,只有离核很近的α粒子受到的库仑力较大,方向改变较多,故C、D对.(时间:60分钟)题组一对α粒子散射实验的理解1.关于α粒子散射实验装置的描述,下列说法中正确的是( )A.实验器材有放射源、金箔、带有荧光屏的放大镜B.金箔的厚度对实验无影响C.如果不用金箔改为铝箔,就不会发生散射现象D.实验装置放置在空气中和真空中都可以答案 A解析实验用的器材有放射源、金箔、带有荧光屏的放大镜,放大镜可以在水平面内转动不同的方向,对散射的α粒子进行观察,A对;实验用的金箔的厚度极小,如果厚度增大,α粒子穿过金箔时必然受到较大的阻碍作用而影响实验结果,B错;如果改用铝箔,铝的原子核的电量仍然大α粒子很多,当α粒子靠近铝原子核时,库仑斥力仍然很大,散射实验现象仍能够发生,C错;空气的流动和尘埃对α粒子的运动产生较大影响,且α粒子在空气中由于电离作用,只能前进很短距离,使实验无法进行,故实验装置是放在真空中进行的,D错.2.卢瑟福提出原子的核式结构模型的依据是用α粒子轰击金箔,实验中发现α粒子( )A.全部穿过或发生很小偏转B.绝大多数沿原方向穿过,只有少数发生较大偏转,有的甚至被弹回C.绝大多数发生很大偏转,甚至被弹回,只有少数穿过D.全部发生很大偏转答案 B解析卢瑟福的α粒子散射实验结果是绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,故选项A错误.α粒子被散射时只有少数发生了较大角度偏转,并且有极少数α粒子偏转角超过了90°,有的甚至被弹回,偏转角几乎达到180°,故选项B正确,选项C、D错误.3.在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答案 D解析α粒子与原子核外电子的作用是很微弱的,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,D对.4.如图所示,X表示金原子核,α粒子射向金箔被散射,若它们的入射时的动能相同,其偏转轨迹可能是图中的( )答案 D解析α粒子离金核越远,其所受斥力越小,轨迹弯曲的就越小,故D对.5.在α粒子穿过金箔发生大角度偏转的过程中,下列说法正确的是( )A.α粒子先受到原子核的斥力作用,后受原子核的引力的作用B.α粒子一直受到原子核的斥力作用C.α粒子先受到原子核的引力作用,后受到原子核的斥力作用D.α粒子一直受到库仑斥力,速度一直减小答案 B解析α粒子与金原子核带同种电荷,两者相互排斥,故A、C错误,B正确;α粒子在靠近金原子核时斥力做负功,速度减小,远离时斥力做正功,速度增大,故D错误.6.(多选)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1中虚线表示原子核所形成的电场等势面,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( )图1A.电场力在a→b过程中做负功,b→c过程中做正功,但总功等于零B.加速度先变大,后变小C.a、c两点的动能不相等D.其动能与电势能的和不变答案ABD解析α粒子与原子核之间的力为库仑斥力,从a→b库仑力做负功,动能减少,电势能增加,从b→c 库仑力做正功,动能增加,且a→b与b→c库仑力所做的总功为0,则a、c两点的动能相等,因此A正确,C错;因为只有电场力做功,故动能与电势能之和不变,故D正确;α粒子与原子核相距越近,库仑力越大,加速度越大,故从a→c加速度先增大后减小,B正确.题组二卢瑟福的核式结构模型7.卢瑟福的α粒子散射实验的结果显示了下列哪些情况( )A.原子内存在电子B.原子的大小为10-10 mC.原子的正电荷均匀分布在它的全部体积上D.原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内答案 D解析根据α粒子散射实验现象,绝大多数α粒子穿过金箔后沿原来方向前进,少数发生较大的偏转,极少数偏转角超过90°,可知C错,A与题意不符;而实验结果不能判定原子的大小为10-10m,B错,故选D.8.(多选)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的能量最小D .所受金原子核的斥力最大答案 AD解析 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.9.速度为107m/s 的α粒子从很远的地方飞来,与铝原子核发生对心碰撞,若α粒子的质量为4m 0,铝核的质量为27m 0,它们相距最近时,铝核获得的动能是原α粒子动能的多少?答案 108961 解析 在α粒子和铝原子核发生对心碰撞后,当二者速度相同时相距最近,在α粒子靠近过程中,由动量守恒得m αv 0=(m α+m 铝)v 共,所以v 共=m αv 0m α+m 铝E k 铝E kα=12m 铝v 2共12m αv 20=m 铝·m αv 0m α+m 铝2m αv 20 =m 铝m αm α+m 铝2=27m 0·4m 04m 0+27m 02=10896110.已知电子质量为9.1×10-31kg ,带电荷量为-1.6×10-19 C ,若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大小、动能、周期和形成的等效电流. 答案 2.19×106 m/s 2.18×10-18 J 1.53×10-16 s 1.05×10-3A 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 k rm =1.6×10-19× 9×1090.53×10-10×9.1×10-31m/s =2.19×106m/s ; 其动能E k =12mv 2=12×9.1×10-31×(2.19×106)2J =2.18×10-18 J ;运动周期T =2πr v =2×3.14×0.53×10-102.17×106 s =1.53×10-16 s ;电子绕核运动形成的等效电流I =q t =e T =1.6×10-191.53×10-16A≈1.05×10-3 A .高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
高中物理_18.2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
教学设计(一)引入。
公元前5世纪,希腊哲学家提出物质是由不可分的微粒组成的。
一百多年前,人们从化学实验中知道,物质由分子组成,分子由原子组成。
而在化学反应中原子的种类和数目不变,使人们一直认为原子是组成物质的最小微粒,是不能再分的。
(二)电子的发现和汤姆孙原子模型1、第一个打开原子大门的是汤姆孙,他根据实验提出了原子是可分的。
演示实验:阴极射线在电场与磁场中发生偏转。
根据阴极射线偏转的方向,可以判断出这种射线是一种带负电的粒子流。
汤姆孙利用这种带电粒子在电场和磁场中的偏转程度,通过精确的实验测定了这种阴极射线粒子的电量和质量,发现不同物质发出的阴极射线的电荷与电量的比都有相同的值。
表明这种带电粒子是一切不同元素的原子的共同组成部分。
人们称它为电子。
电子是构成所有物质的普适成分,它的发现说明了原子是可以再分的,因而对原子的组成的了解起着极为重要的作用。
是人类对物质结构认识上的一次飞跃,开创了探索原子内部构造和物质微观结构的新时代。
汤姆孙也由于发现了电子,不仅荣获了1906年诺贝尔物理奖,而且被后人誉为“最先打开通向基本粒子物理学大门的伟人”。
2、既然电子是原子的组成部分,而原子又是中性的,说明原子内必定还存在着带正电的组成成分;由电子的质量与原子相比很小又可推测原子的质量绝大部分集中在内带正电的部分。
学生活动:根据这些推测来设计一种原子模型。
根据这些推测科学家们提出了很多种原子模型,其中最有影响的是1903年汤姆孙提出“葡萄干蛋糕模型”。
图片展示:汤姆孙的原子模型。
汤姆孙认为原子是中性的,由质量很小的电子(如葡萄干)镶嵌在集中了原子的几乎全部质量的正电荷(如蛋糕)中构成,电子是不动的。
(三)卢瑟福 粒子散射实验汤姆孙的原子模型不仅能解释原子为什么是电中性的,电子在原子里是怎样分布的,还能解释阴极射线等现象。
根据这个模型还能估算出原子的大小约10-8厘米,正由于汤姆逊模型能解释当时很多的实验事实,所以很容易被许多物理学家所接受。
高三物理教案原子的核式结构教案
高三物理教案原子的核式结构教案鉴于大家对十分关注,小编在此为大家搜集整理了此文高三物理教案:原子的核式结构教案,供大家参考!本文题目:高三物理教案:原子的核式结构教案原子的核式结构玻尔理论天然放射现象一、知识点梳理1、原子的核式结构(1) 粒子散射实验结果:绝大多数粒子沿原方向前进,少数粒子发生较大偏转。
(2)原子的核式结构模型:在原子的中心有一个很小的核,叫做原子核,原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转.(3)原子核的大小:原子的半径大约是10-10米,原子核的半径大约为10-14米~10-15米.2、玻尔理论有三个要点:(1)原子只能处于一系列的不连续的能量状态中,在这些状态中原子是稳定的.电子虽然绕核旋转,但并不向外辐射能量,这些状态叫定态.(2)原子从一种定态跃迁到另一定态时,它辐射(或吸收)一定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差决定.即h=E2-E1(3)原子的不同能量状态对应于电子沿不同圆形轨道运动.原子的定态是不连续的,因而电子的可能轨道是分立的. 在玻尔模型中,原子的可能状态是不连续的,各状态对应的能量也是不连续的,这些不连续的能量值的能量值叫做能级。
3、原子核的组成核力原子核是由质子和中子组成的.质子和中子统称为核子.将核子稳固地束缚在一起的力叫核力,这是一种很强的力,而且是短程力,只能在2.0X10-15的距离内起作用,所以只有相邻的核子间才有核力作用.4、原子核的衰变(1)天然放射现象:有些元素自发地放射出看不见的射线,这种现象叫天然放射现象.(2)放射性元素放射的射线有三种:、射线、射线,这三种射线可以用磁场和电场加以区别,如图15.2-1 所示(3)放射性元素的衰变:放射性元素放射出粒子或粒子后,衰变成新的原子核,原子核的这种变化称为衰变.衰变规律:衰变中的电荷数和质量数都是守恒的.(4)半衰期:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间称为半衰期.不同的放射性元素的半衰期是不同的,但对于确定的放射性元素,其半衰期是确定的.它由原子核的内部因素所决定,跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关.(5)同位素:具有相同质子数,中子数不同的原子在元素周期表中处于同一位置,互称同位素。
高三物理一轮复习《原子的核式结构 原子核》导学案
高三物理一轮复习《原子的核式结构原子核》导学案(学生用)【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3.知道原子核的组成,知道核子和同位素的概念。
【学习重点、难点】1.引导学生对α粒子散射实验的结果分析,得出原子的核式结构;2. 知道原子核的组成【使用方法】通读教材P61-63,进行知识梳理,再认真独立完成导学案,并将自己的疑问记下来。
【课前预习案】1.________发现电子,电子带____电,而原子呈电____性,电子是____的组成部分。
2.α粒子散射实验结果及原因:①________数α粒子不偏移→原子内部绝大部分是“空”的。
②少数α粒子发生_______偏转→原子内部有“核”存在。
③极少数α粒子被_______ 表明:作用力很大;质量很大;电量集中。
3.卢瑟福原子模型(核式结构模型):在原子的中心有一个很小的核,叫做__________,原子的全部____电荷和几乎全部_____都集中在原子核里,带_____电的电子在核外的空间运动,原子的核式结构学说可完满解释α粒子散射实验。
4.原子和原子核的大小:原子的直径数量级为____m,原子核的直径数量级为10-15m。
5.原子核的组成:(1)质子的发现:用α粒子轰击______核获得质子。
(2)原子核的组成:原子核由核子(___子和___子)组成。
(3)原子核的质子数(Z)=原子核的______数=______序数。
(4)原子核的质量数(A)=______数 + ____数。
X表示原子核,X:_____符号;A:核的_______数;(5)原子核的符号表示:AZZ:核_____数6.同位素(1)定义:具有相同_______数而_____数不同的原子,称同位素。
(2)性质:原子核的_____数决定了核外电子数目,也决定了电子在核外的分布情况,进而决定了这种元素的化学性质,因而同种元素的同位素具有______的化学性质。
高中物理原子的核结构教案
高中物理原子的核结构教案【教学目标】1. 了解原子的基本结构和核结构2. 掌握原子核中质子、中子和电子的概念3. 认识原子序数与原子序的关系【教学内容】1. 原子的组成和结构2. 原子核的结构3. 质子、中子和电子的性质4. 原子序数和原子序的定义【教学准备】1. 教科书、课件、实验器材2. 原子模型3. 黑板笔、彩色粉笔【教学过程】一、导入教师通过引入原子的概念,让学生了解原子是构成物质的基本单位,引起学生对原子核结构的好奇。
二、讲解1. 原子的组成和结构- 介绍原子由原子核和电子组成- 原子核是由质子和中子组成的2. 原子核的结构- 讲解原子核中质子和中子的作用和性质- 引入核外的电子对原子性质的影响3. 质子、中子和电子的性质- 通过实验或示意图介绍质子、中子和电子的电荷、质量和作用4. 原子序数和原子序的定义- 介绍原子序数代表原子中质子的数量- 解释原子序就是元素周期表中的元素序号三、实验演示教师可以通过实验演示原子核的结构,让学生更直观地了解核结构的特点。
四、小组讨论让学生以小组形式讨论原子核结构对元素性质的影响,培养学生的思辨能力。
五、总结教师总结授课内容,强调原子核结构对元素性质的重要性。
六、作业布置布置相关习题或实验报告,巩固学生对原子核结构的理解。
【教学评估】通过小测验或实验报告进行评估,考察学生对原子核结构的掌握情况。
【板书设计】- 原子核的结构- 质子、中子和电子的性质- 原子序数和原子序的定义【延伸拓展】1. 学生可自行探索更深层次的原子结构理论2. 可进行更复杂的实验,深入了解原子核的物理特性【教学反思】教学过程中需注意引导学生逐步深入理解原子核结构的复杂性,培养学生的科学分析能力。
高中物理原子的核式结构模型 导学案
原子的核式结构模型课堂合作探究问题导学一、α粒子散射实验活动与探究11.1909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。
如下图为α粒子散射实验的示意图。
荧光屏可以沿着图中虚线转动,用来统计向不同方向散射的粒子的数目。
实验设备装在真空中。
在α粒子散射实验中为什么选用金箔?2.你认为α粒子散射实验的意义是什么?3.试分析α粒子与原子核发生对心碰撞达到最小距离前的动能、电势能及加速度的变化情况。
4.α粒子射入金箔时难免与电子碰撞,试估计这种碰撞对α粒子速度影响的大小。
迁移与应用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对α粒子散射实验的理解1.装置:放射源、金箔、荧光屏等,如图所示。
2.现象:(1)绝大多数的α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进。
(2)少数α粒子发生较大的偏转。
(3)极少数α粒子偏转角度超过90°,有的几乎达到180°。
3.实验的注意事项(1)整个实验过程在真空中进行。
(2)α粒子是氦原子核,体积很小,金箔需要做得很薄,α粒子才能穿过。
二、原子的核式结构模型活动与探究219世纪末以前,原子一直被认为是不可分割的最小物质单元。
枣糕模型1897年,英国物理学家汤姆孙(J.J.Thomson,1856—1940)通过气体导电实验发现了电子。
他提出:既然原子内部存在带负电的电子,而原子又呈电中性,就还应有带正电的不明粒子。
汤姆孙还提出了类似西瓜的原子结构模型(枣糕模型):带正电的粒子均匀分布并充满于原子内部,带负电的电子镶嵌其中。
但后来的α粒子散射实验却完全否定了汤姆孙的模型。
试分析α粒子散射实验结果与汤姆孙模型的矛盾在哪里。
迁移与应用2在α粒子散射实验中,如果两个具有相同能量的α粒子,从不同大小的角度散射出来,则散射角度大的这个α粒子()A.更接近原子核B.更远离原子核C.受到一个以上的原子核作用D.受到原子核较大的冲量作用1.对原子核式结构模型的理解原子的核式结构模型是在卢瑟福的α粒子散射实验的基础上提出的,成功地解释了α粒子散射实验。
高中物理原子核结构教案
高中物理原子核结构教案教学内容:原子核结构教学目标:1. 了解原子核的基本组成和结构2. 掌握原子核的重要性和稳定性3. 理解原子核的衰变现象和放射性教学重点:1. 原子核的组成和结构2. 原子核的稳定性和放射性教学难点:1. 掌握原子核的不同性质和特点2. 理解原子核的衰变过程和放射现象教学方法:讲授结合实验,激发学生兴趣,培养学生的实验能力和观察能力教学过程:一、导入通过介绍一些实际应用,如核能发电、核医学、核武器等,引出原子核结构的重要性和应用价值。
二、讲解原子核的基本组成和结构1. 原子核由质子和中子组成,质子带正电荷,中子不带电荷。
2. 质子数和中子数决定了原子核的元素和同位素。
三、讲解原子核的稳定性和放射性1. 原子核的稳定性取决于质子数和中子数的比例。
2. 放射性是原子核不稳定时放出的辐射。
四、实验演示进行一些简单的实验,例如测量不同元素的原子核的质子数和中子数,观察不同元素的放射性变化等。
五、讨论原子核的衰变过程和放射现象1. 介绍原子核的衰变方式,包括α衰变、β衰变和γ衰变。
2. 根据不同的放射性现象,着重讨论放射性的应用。
六、总结通过回顾原子核的组成和结构,稳定性和放射性,以及实验演示和讨论,对原子核结构有一个整体的认识和理解。
七、作业布置相关作业,包括课堂练习和实验报告等,巩固学生所学内容。
8. 拓展引导学生进一步了解原子核的研究进展和应用领域,激发学生的科学兴趣和探索精神。
教学评价:1. 学生听课态度和参与情况2. 学生对知识点的理解程度和应用能力3. 学生实验操作和观察能力教学反思:根据教学评价和学生反馈,及时调整教学方法和内容,促进学生的学习效果和能力提升。
高中物理 18.2 原子的核式结构模型学案(新人教版)选修
高中物理 18.2 原子的核式结构模型学案(新人教版)选修18、2 原子的核式结构模型1、了解α粒子散射实验的原理和实验现象。
2、知道卢瑟福的原子核式结构模型的主要内容。
3、领会卢瑟福提出原子核式结构模型的实验和思维过程,感受科学家们细致、敏锐的科学态度和不畏权威、尊重事实的科学精神,培养学生的抽象思维能力和想象力。
4、知道原子和原子核大小的数量级以及原子核的电荷数。
1、汤姆孙的原子模型汤姆孙于1898年提出了原子模型,在这个模型里,把原子看作一个球体,正电荷弥漫性地①均匀(选填“均匀”或“不均匀”)分布在整个球内,电子嵌在球中。
2、α粒子散射实验(1)α粒子:α粒子是放射性物质中放射出来的快速运动的粒子,带有两个单位的正电荷,质量为氢原子的②4倍。
(2)实验装置:由③放射源、金箔、荧光屏、望远镜和转动圆盘等组成。
(3)实验方法:用放射源发出的α粒子束轰击④金箔,用带有荧光屏的望远镜,在水平面内的不同方向对散射的α粒子进行观察,根据散射到各方向的α粒子所占的⑤比例,可以推测原子中正负电荷的分布情况。
(4)实验结果:穿过金箔后,绝大多数α粒子⑥沿原来的方向前进,但有少数α粒子发生了较大偏转,极少数发生大角度偏转。
3、原子核式结构模型原子中心有一个很小的核,叫原子核,原子的全部正电荷和⑦几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间⑧绕核高速旋转。
4、原子核的电荷与尺度(1)原子内的电荷关系:各种元素原子核的电荷数与含有的电子数相等。
(2)原子核的组成:原子核由质子和中子组成,原子核的电荷数就是核中的⑨质子数。
(3)原子核的大小:原子核的半径的数量级为⑩10-15m,原子半径的数量级为10-10 m。
主题1:α粒子散射实验情景:汤姆孙发现了电子,继而认识到电子是比原子更基本的物质单元,那么电子是如何构成原子的?原子中正、负电荷怎样分布?科学家提出了很多原子模型,其中影响较大的是汤姆孙模型“枣糕模型”:原子是一个球体,正电荷均匀分布于整个球体,电子镶嵌其中。
高中物理 2.2《原子的核式结构模型》学案1 鲁科版选修35
高中物理 2.2《原子的核式结构模型》学案1 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。
【学习重点】思考讨论在于对α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;【知识要点】1、α粒子散射实验原理、装置(1)α粒子散射实验原理:需要用高速粒子对它进行轰击。
而α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。
(2)α粒子散射实验装置α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。
(3)实验的观察结果明确:入射的α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。
小结:实验中发现极少数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α粒子不偏移→原子内部绝大部分是“空”的。
②少数α粒子发生较大偏转→原子内部有“核”存在。
③极少数α粒子被弹回表明:作用力很大;质量很大;电量集中。
3、原子核的电荷与大小原子的半径在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。
【典型例题】例题1.卢瑟福的原子核式结构学说可以解决的问题是()A.解释α粒子散射现象B.用α粒子散射的实验数据估算原子核的大小C.结合经典电磁理论,解释原子的稳定性D.结合经典电磁理论,解释氢原子光谱答案:AB例题2:右图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,关于观察到的现象,下述说法中正确的是()A.相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多B.相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时少得多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,但次数极少答案:ABD【达标训练】1、在用α粒子轰击金箔的实验中,卢瑟福观察到的α粒子的运动情况是A、全部α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进B、绝大多数α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进,少数发生较大偏转,极少数甚至被弹回C、少数α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进,绝大多数发生较大偏转,甚至被弹回D、全部α粒子都发生很大偏转2、卢瑟福α粒子散射实验的结果A、证明了质子的存在B、证明了原子核是由质子和中子组成的C、说明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上D、说明原子的电子只能在某些不连续的轨道上运动3、.如图是原子的核式结构模型。
高中物理 18.2原子的核式结构模型学案1(无答案)新人教版选修3-5(2021年整理)
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19.2 原子的核式结构模型1.定义原子核放出α粒子或β粒子,则核电荷数变了,变成另一种原子核,这种变化称为原子核的衰变.2.衰变分类(1)α衰变:放出α粒子的衰变.(2)β衰变:放出β粒子的衰变.3.衰变过程错误!U→错误!Th+错误!He234,Th→错误!Pa+错误!e904.衰变规律(1)原子核衰变时电荷数和质量数都守恒.(2)任何一种放射性元素只有一种放射性,不能同时既有α放射性又有β放射性,而γ射线伴随α衰变或β衰变产生.错误!1.原子核发生α衰变时,核的质子数减少2,而质量数减少4.2.原子核发生β衰变时,原子核的质量不变.3.原子核发生衰变时,质量数和电荷数都守恒.[后思考]发生β衰变时,新核的电荷数变化多少?新核在元素周期表中的位置怎样变化?【提示】根据β衰变方程错误!T h→错误!Pa+错误!e知道,新核核电荷数增加了1个,原子序数增加1个,故在元素周期表上向后移了1位.错误!探讨1:衰变方程与化学反应方程有哪些主要区别?【提示】①衰变方程中的符号表示该种元素的原子核,化学反应方程中的符号表示该种元素的原子.②衰变方程中间用单箭头,化学反应方程用等号.③衰变方程中质量数守恒,化学反应方程质量守恒.探讨2:从一块放射性物质中只能放出一种射线吗?【提示】一种元素一般只能发生一种衰变,但在一块放射性物质中,该种元素发生一种衰变(假设为α衰变)后产生的新元素如果仍具有放射性,则可能继续发生衰变,而衰变类型可能与第一次衰变不同(β衰变),并且每种衰变都会伴有γ射线放出,从这块放射性物质中发出的射线可以同时包含α、β和γ三种射线.[核心点击]1.衰变实质α衰变:原子核内两个质子和两个中子结合成一个α粒子2错误!n+2错误!H→错误!He β衰变:原子核内的一个中子变成质子,同时放出一个电子错误!n→错误!H+错误!e2.衰变方程通式(1)α衰变:错误!X→错误!Y+错误!He(2)β衰变:错误!X→错误!Y+错误!e3.确定原子核衰变次数的方法与技巧(1)方法:设放射性元素错误!X经过n次α衰变和m次β衰变后,变成稳定的新元素错误! Y,则衰变方程为:错误!X→错误!Y+n错误!He+m错误!e根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程:A=A′+4n,Z=Z′+2n-m。
高中物理第三章核能3.2原子与原子核的结构导学案选修1_2
3.2原子与原子核的结构学前拓展:美国实验物理学家密立根说过“科学靠两条腿走路,一是理论,一是实验。
有时一条腿走在前面,有时另一条腿走在前面。
”在中子的发现过程中,是哪条腿走在了前面呢?提示:理论走在了前面,先是卢瑟福从理论上预言了中子的存在,然后被他的学生查德威克通过实验加以证实。
学习目标:1.了解α粒子散射实验,了解从分析实验结果到提出原子的核式结构学说的过程,知道卢瑟福的原子核式结构模型。
2.知道原子核的组成,知道什么是同位素。
3.知道什么是质量亏损,了解爱因斯坦质能方程的含义,会用爱因斯坦质能方程计算核反应中的核能。
课前预习案:一、原子的核式结构模型1.提出依据(α粒子散射实验)1909~1911年,英国物理学家卢瑟福和他的助手们进行了α粒子散射实验。
实验结果表明:绝大多数的α粒子穿过金箔后仍大致沿原来的方向前进,但是少数α粒子发生了较大的偏转。
2.模型内容在原子的中心有一个很小的核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核内,这个核叫原子核,带负电的电子在核外的空间运动着。
二、原子核的组成1.质子的发现1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮原子核,并从中打出了氢原子核(叫作质子),用H表示。
可见,质子是原子核的组成部分。
2.中子的发现卢瑟福猜想原子核内存在着质量跟质子相同,但是不带电的中子,后来被他的学生英国物理学家查德威克通过实验证实。
3.原子核的组成(1)组成:原子核是由质子和中子组成的,这两种粒子统称为核子,其中质子带正电,中子不带电。
(2)关系:原子核的质量数等于质子数与中子数的总和(即:核子数);原子核的电荷数等于它的质子数,也就是这种元素的原子序数;具有相同质子数和不同中子数的原子互称同位素。
提示:相等,因为通常情况下原子不显电性。
三、质能方程1.核反应如果某种粒子与原子核发生相互作用,导致核的组成或核的状态发生了变化,这样的过程叫核反应。
2.核能核子结合成原子核或原子核分解为核子时,都伴随着巨大的能量变化。
高三物理《原子的核式结构 天然放射现象》导学案
广西梧州市蒙山县第一中学“学案大课堂”高三物理总复习《原子的核式结构天然放射现象》导学案【学习目标】1. 掌握α粒子散射实验和原子核式结构模型的主要内容。
2.知道原子核的表述方式,知道核子和同位素的概念。
3.知道天然放射现象及其规律,知道三种射线的本质和特性。
4.知道放射性元素的衰变规律和半衰期,会写放射性元素的衰变方程。
【学习重点和难点】1.原子核式结构模型的主要内容及表述方式。
2. 放射性元素的衰变方程【使用说明及学法指导】本学案包括《原子的核式结构原子核》和《天然放射现象衰变》两节课的内容。
建议第一课时教师先指导学生认真阅读教材,初步理解本学案的有关知识,第二、三课时通过探究展示课加深对本部分重点和难点知识的理解。
【文本研读案】一、知识点一、原子的核式结构1. α粒子散射实验⑴在图中填上各部分装置名称⑵实验现象:绝大多数α粒子,少数α粒子 ,极少数α粒子_____。
2. 卢瑟福原子模型(核式结构模型)在原子的中心有一个很小的核,叫做__________,原子的全部___________和几乎全部____________都集中在_________里,____________________在核外空间里绕核旋转,原子的核式结构学说可圆满解释α粒子散射实验。
3.原子和原子核的大小:原子的半径约__________m,原子核大小约_________________m。
4.原子核的组成:原子核是由和组成,二者统称为。
5.原子核的描述:核电荷数(用符号______表示)=质子数=核外电子数,核质量数(用符号_____表示)=质子数+中子数,原子核X用符号_________表示。
6.同位素:具有相同__________数而_________数不同的原子,在元素周期表中处于同一_______,因而互称同位素。
二、知识点二、天然放射现象1. 放射性和放射性元素:物质发射某种看不见的射线的性质叫___________,具有________的元素叫放射性元素,元素具有自发地放出射线的现象叫__________________。
《原子的核式结构》导学案
学习目标
1、知道卢瑟福a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a粒子散射实验的解释
学习重难点
卢瑟福的原子核式结构学说
课堂学习流程设计
【课程导学】
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?
3)实验过程
4)观察到的实验现象如何?
(1)绝大多数的粒子穿过金箔后;
(2)少数粒子发生了;
(3)极少数粒子(约有1/8000)的偏转角超过90°,甚至有个别粒子。
5)实验现象分析:
(1)按照汤姆孙的原子模型,正电荷均匀分布在整个原子球体内。
请分析:粒子穿过金箔,受到电荷的作用力后,沿哪些方向前进的可能性较大,最不可能沿哪些方向前进?
(2)粒子大多数沿原来的方向前进的原因是什么?发生大角度散射现象的原因是什么?
6)实验结论是什么?
原子的核式结构模型:
思考:
1、在α粒子散射实验中,为什么不用铁板、纸张、铅箔,而是用“金箔”呢?实验中利用了金,核质量大
α粒子散射实验的装置必须置于真空中吗?
三、原子核的电荷与尺度
请你根据这些推测来设计一种原子模型
一、汤姆孙的原子模型
1、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、粒子散射实验
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粒子轰击金箔的实验,也就是著名的粒子散射实验。
高三物理原子的核式结构模型教案
18.2 原子的核式构造模型★新课标要求(一)学问与技能1.理解原子构造模型建立的历史过程及各种模型建立的根据。
2.知道α粒子散射试验的试验方法和试验现象,及原子核式构造模型的主要内容。
(二)过程与方法1.通过对α粒子散射试验结果的探讨与沟通,培育学生对现象的分析中归纳中得出结论的逻辑推理实力。
2.通过核式构造模型的建立,体会建立模型探讨物理问题的方法,理解物理模型的演化及其在物理学开展过程中的作用。
3.理解探讨微观现象。
(三)情感、看法与价值观1.通过对原子模型演化的历史的学习,感受科学家们细致、敏锐的科学看法和不畏权威、敬重事实、敬重科学的科学精神。
2.通过对原子构造的相识的不断深化,使学生相识到人类对微观世界的相识是不断扩大和加深的,领悟和感受科学探讨方法的正确运用对科学开展的重要意义。
★教学重点1.引导学生小组自主思索探讨在于对α粒子散射试验的结果分析从而否认枣糕模型,得出原子的核式构造;2.在教学中浸透和让学生体会物理学探讨方法,浸透三个物理学方法: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索探讨在于对ɑ粒子散射试验的结果分析从而否认枣糕模型,得出原子的核式构造★教学方法教师启发、引导,学生探讨、沟通。
★教学用具:投影片,多媒体协助教学设备★课时支配1 课时★教学过程(一)引入新课讲解并描述:汤姆生发觉电子,根据原子呈电中性,提出了原子的枣糕模型。
学生活动:师生共同得出汤姆生的原子枣糕模型。
点评:用动画展示原子枣糕模型。
(二)进展新课1.α粒子散射试验原理、装置(1)α粒子散射试验原理:汤姆生提出的枣糕原子模型是否对呢?原子的构造特别严密,用一般的方法是无法探测它的内部构造的,要相识原子的构造,须要用高速粒子对它进展轰击。
而α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。
假如α粒子与其他粒子发生互相作用,变更了运动方向,荧光屏就可以显示出它的方向变更。
原子的核式结构模型(学案)-高中物理人教版(2019)选择性必修第三册
第3节 原子的核式结构模型【学习目标】1.知道阴极射线是由电子组成的,知道电子的质量和电荷量。
2.知道电子是原子的组成部分,知道原子是中性的。
3.知道卢瑟福的α粒子散射实验的结果及原子核式结构模型。
4.知道原子和原子核的大小数量级。
预习学案:一、电子的发现1.阴极射线 由 发出的,能使对着阴极的玻璃管壁发出 的射线。
2.汤姆孙的探究(1)让阴极射线分别通过电场和磁场,根据 情况,证明它是带负电的粒子流并求出了它的比荷。
(2)用 的阴极做实验,所得比荷的数值都 。
证明这种粒子是构成各种物质的共有成分。
(3)近一步测量证明这种粒子电荷量的大小与一个氢离子大致相同,而质量比氢离子质量 ,后来定义组成阴极射线的粒子为 。
3.密立根“油滴实验”(1)精确测定 。
(2)电荷是 的。
4.电子的电量和质量(1)电量:e =1.602×10-19 C ,与氢离子带电量相同。
(2)质量:m e =9.1×10-31 kg 。
(3)质子与电子的质量比m p m e=1 836。
5.汤姆孙研究的新现象:如光电效应、热离子发射效应和β射线等。
发现不论阴极射线、β射线、光电流还是热离子流,它们都包含 。
二、原子的核式结构模型 原子核的电荷与尺度1.汤姆孙的原子模型 原子核的电荷与尺度汤姆孙于1898年提出一种模型。
他认为,原子是一个 体, 弥漫性地均匀分布在整个球体内, 镶嵌其中,如图所示,小圆点代表 ,大圆点代表 。
有人形象地把汤姆孙模型称为“ 模型”或“ 模型”。
2.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,带有两个单位的,质量为氢原子质量的倍。
(2)实验装置如图所示(俯视),整个装置放在真空中,其中:R:放射源→释放α粒子;F:厚度极小的金箔;M:带有荧光屏S的,能够围绕金箔F在水平面内转动,观察不同方向上的α粒子的散射情况;(3)实验结果:α粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进,但有α粒子(约占八千分之一)发生了大角度偏转,极少数偏转的角度甚至90°,也就是说,它们几乎被“”。
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高二物理学案
知识拓展:卢瑟福(Ernest Rutherford,1871~1937)英籍新西兰物理学家。
1871年8月31日出生于新西兰南岛纳尔逊城南明水村一个农民(苏格兰移民)家庭。
小时就聪慧好学,勤于动手。
12岁就对大学教授B.斯图瓦特写的教材《物理学入门》写下批语:一信息并不太多…竭力锤炼人的心智”。
他喜好数学和巧于实验,设计过测量快速交变电磁效应的仪器。
各科成绩优秀,得过多次奖学金。
18岁进人新西兰大学坎特伯雷学院,后在该学院获得硕士学位。
大学时代就在地窖内开展无线电讯号收发的实验研究。
1895年获剑桥大学首批研究生奖学金,同年进人卡文达什实验室,成为人J.汤姆孙的研究生。
1898年加拿大蒙特利尔的麦吉尔大学聘任27岁的卢瑟福为物理学教授。
1907年他回英国担任曼彻斯特大学实验物理学教授。
1919年应邀到剑桥
接替J.J.汤姆孙担任卡文达什实验室主任。
1925年当选为英国皇家学会主席。
1931年受封为纳尔逊男爵。
1937年10月19日在剑桥逝世。
在20世纪初叶物理学革命迅速发展时期,为什么卢瑟福能取得其他人难以取得的一连串巨大成功,成为第一个深入原子宇宙的成功探索者?大体可以从以下几方面来考察:(1)紧紧抓住关键问题扎扎实实地进行一系列准确而简单的实验。
卢瑟福一生的许多重大成就贯穿着一条红线:透彻地研究α粒子的本质,并利用其巨大的能量与动量作为“炮弹”去轰击原子和原子核,揭开原子组成与变化的奥秘。
他极其热爱实验,允许助手和学生们大胆提出设想,但实验时必须一丝不苟,提倡自制和利用最简单的仪器,实验结果必须绝对可靠。
这些装置的成本极为低廉,但用显微镜观察屏上闪烁的工作极为艰苦!在19QS年诺贝尔化学奖受奖演说中,他描述了他和盖革长时间利用低倍显微镜在暗室中“枯燥地”计数a粒子击中硫化锌屏上的闪烁次数,并与其他方法比较。
结果使最顽固的怀疑者不得不心悦诚服。
这样的工作精神也导致大角度散射即原子有核结构的发现。
正是在这些目的明确、烦琐、单调的常规工作中,实验者的耐心和毅力导致了辉煌的成就。
(2)理论与实验的紧密结合。
卢瑟福在1929年皇家学会曾以“理论与实验”为题说过:“每一个新的实验观察立即被抓住,以检验它是否能被现有的理论所解释。
如果不能,就要寻求理论图式中的改正……过去十年中物理学明显的迅速发展,主要是由于理论与实验的密切结合”。
卢瑟福的c粒子散射公式的推导及有核模型的提出,就是一个光辉例证。
(3)特殊的勤奋、敏锐的洞察力和丰富伪科学直觉。
他能在最易于被人们忽视的新一现象出现时洞在它的本质,分辨某些假说的正误。
卢瑟福惊人的工作毅力与极度勤奋,从他几十年两百多篇论文和三本专著中可以看出,他的学生前苏联卡皮查回忆说:“卢瑟福无休止地工作,总是在研究新的课题──他发表的只是占他工作的百分之几,其余的有的甚至他的学生也不知道。
天才来源于勤奋,卢瑟福也证明了这一点。
(4)卢瑟福善于识别、选择和培养人才,并能团结一大批卓越的物理、化学和技术人才一起工作,他平易近人,知人善任,热情关怀,精心培育。
在J.J.汤姆孙和他两代领导下,卡文迪什实验室英杰辈出,成为世界物理学研究的重要中心之一。
这是他对科学事业的又一项贡献。
他的学生在剑桥皇家学会蒙得实验室的大门右侧墙上,刻了一条鳄鱼(这是卢瑟福的绰号人以此来赞誉他勇往直前的坚毅性格和勉励来者。
卢瑟福曾大声疾呼,组织国际声援抗议法西斯德国对爱因斯坦等的迫害,站在科学家反法西斯斗争的前列。