2014-2015学年高中物理 18.2原子的核式结构模型课件 新人教版选修3-5
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高中物理 18.2 原子的核式结构模型同步备课课件 新人教版选修3-5
正电荷
和几乎全部的 质量 ，
电子
(2)原子核的电荷与尺度 原子核电荷数与核外
10－10m 电子数 10－15m
相等原子半径数量级 .由 质子和中子 组
，原子核半径数量级
成，核电荷数 等于
A
(A.质子数
B．中子数)
2．思考判断 (1)原子的质量几乎全部集中在原子核上．(√) (2)原子中所有正电荷都集中在原子核内．(√) (3)核电荷数等于质子数，也等于中子数．(×)
2
原子的核式结构模型
教师用书独具演示
●课标要求 1．了解原子结构模型建立的历史过程． 2． 知道 α 粒子散射实验的实验方法及核式结构模型的内 容．
●课标解读 1． 了解 α 粒子散射实验的实验器材、 实验原理和实验现 象． 2．知道卢瑟福的原子核式结构模型的主要内容． 3．领会卢瑟福的实验和科学方法，培养学生抽象思维的 能力．
(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，发生大角度偏转，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．
图 18－ 2－ 2
α 粒子散射实验并不能观察到原子的实际结构，它只能 通过 α 粒子通过金箔时的散射情况，推断出金原子的核式结 构模型．
• ●教学流程设计
演示结束
课 标 解 读 1.了解α粒子散射实验的 实验器材、实验原理和实 验现象． 2.知道卢瑟福的原子核式 结构模型的主要内容． 3.领会卢瑟福的实验和科 学方法，培养学生抽象思 维能力.
重
点
难
点
1.α粒子散射实验的现 象和结论．(重点) 2.卢瑟福的原子核式结 构模型．(重点) 3.用核式结构模型解释 α粒子散射实验．(难点 )
新版物理人教版 18.2原子的核式结构模型 (共12张PPT)学习PPT
在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核。原子的全
绝在大原多 子数的中α 心粒有子一穿个过很金小属的箔核后，仍叫按做原原来子的核方。向前进，少
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 证 数明发了生原 较子 大核 偏是 转由 ，质 甚子 至和被中 弹子 回组成的
根(2)据原卢子瑟核福所的带原正子电核荷式数模与型核和外α电粒子子数散以射及的该实元验素数在据周，期
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，极少数甚至被弹回 证明了原子核是由质子和中子组成的
可以推算出各种元素原子核的电荷数，还可以估计出原子核
C. 少数 α 粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，绝大多 (1) 原子的半径约为 10 ─ 10 m、原子核半径约是 10 ─14 m，
原 子 (3) 电子绕核旋转所需向心力就是核对它的库仑力。
第 2 节：原子的核式结构模型 由于正电荷均匀分布， α 粒子所受库仑力也很小，故 α 粒子偏转角度不会很大。 根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分“空旷”的，举一个简单的例子： 在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核。 绝大多数 α 粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，少 证明了原子核是由质子和中子组成的 (2) 原子核所带正电荷数与核外电子数以及该元素在周期 数发生较大偏转，极少数甚至被弹回 那么这两种物质是怎样构成原子的呢？ 根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分“空旷”的，举一个简单的例子： 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。 可以推算出各种元素原子核的电荷数，还可以估计出原子核 (2) 原子核所带正电荷数与核外电子数以及该元素在周期
绝大多了数 α9粒0子°穿，过金有属箔的后仍甚按原至来的几方向乎前进达，少到180°。
人教版物理选修3-5 18.2 原子的核式结构模型 (课件+素材)
二、α 粒子散射实验
α粒子是放射性物质发射的快速运动的 粒子.卢瑟福(E.Rutherford，1871-1937)通过 测量α粒子在电场和磁场的偏向，确定α粒子 的比荷约为氢离子比荷的1/2.
利用闪烁镜和卢瑟福与盖革(H.Geiger 1882-1945)共同发明的计数管，卢瑟福于 1908年测量出α粒子的电荷约为氢离子电荷 的2倍.α粒子是氦原子两次电离的离子He2+.
卢瑟福的提示指引盖革和马斯顿发现α粒 子的大角度散射.
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1908年，盖革对α粒子散射开展更多地研究。
发现用金箔代替铝箔可以使α粒子的散射现象更为
明显，决定系统地研究不同物质地散射作用，希
望“对这些物质在散射能力和遏止能力之间建立
某种联系.”
闪烁法计数要求实
验者实验过程中呆在暗室
中，通过显微镜，眼睛全
身贯注地盯着硫化锌屏， 一个一个地计闪烁数.
闪烁法观察α射线
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粗略估算单次散射α粒子偏转角度
粒子动量 p=mv
作用时间 t =R/v
动量变化量 ∆p =Ft
p kZe2
v
p Ek R
Z=79，Ek~5MeV R~1Å 得 ϕ ≈2.27×10-4rad≈0.013° ϕ
高中物理 第十八章 1 2 原子的核式结构模型课件 新人教版选修3-5
【特别提醒】①原子内部是十分“空旷”的.原子半径的数 量级为 10－10 m，原子核半径的数量级为 10－15 m，两者相差十 万倍，而体积的差别就更大了.若原子相当于一个立体的足球场 的话，则原子核就像足球场中的一粒米.,②α 粒子并没有与金原 子核直接发生碰撞.偏转的原因是库仑斥力影响的结果.
ppt课件
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按照卢瑟福的核式结构学说，可以很容易地解释α粒子的散 射实验现象．如图 18－1－4 所示．
图 18－1－4
ppt课件
按照这个模型，由于原子核很小，大部分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；只 有极少数α粒子从原子核附近飞过，明显地受到原子核的库仑斥 力而发生大角度的偏转．
ppt课件
(3)_1_8_9_7__年汤姆孙发现了_电__子__(阴极射线是高速电子流)．
电子的电量__e＝__1_._6_×__1_0_－_1_9_C__；
电子的质量__m_e_＝__9_.1_×__1_0_－__31_k_g__； 电子的比荷mee＝1.758 8×1011 C/kg；
电子的质量约为氢原子质量的1
第十八章 原子结构
1 电子的发现 2 原子的核式结构模型
ppt课件
知识点 1 阴极射线 1．产生：在研究空气导电的玻璃管内有__阴___、___阳__两极， 当在两极间加一定电压，阴极便发出一种射线，这种射线为 _阴__极__射__线__．
ppt课件
2．特点：碰到__荧__光__物__质___能使其发光 在稀薄气体的辉光放电实验中，若不断地抽出管中的气体， 当管中的气压降到 0.1 Pa 的时候，管内已接近真空，不能使气 体电离发光，这时对着阴极的玻璃管壁却发出荧光，如果在管 中放一个十字形金属片，荧光中会出现十字形阴影，如图 18－1－1 所示．
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按照卢瑟福的核式结构学说，可以很容易地解释α粒子的散 射实验现象．如图 18－1－4 所示．
图 18－1－4
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按照这个模型，由于原子核很小，大部分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；只 有极少数α粒子从原子核附近飞过，明显地受到原子核的库仑斥 力而发生大角度的偏转．
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(3)_1_8_9_7__年汤姆孙发现了_电__子__(阴极射线是高速电子流)．
电子的电量__e＝__1_._6_×__1_0_－_1_9_C__；
电子的质量__m_e_＝__9_.1_×__1_0_－__31_k_g__； 电子的比荷mee＝1.758 8×1011 C/kg；
电子的质量约为氢原子质量的1
第十八章 原子结构
1 电子的发现 2 原子的核式结构模型
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知识点 1 阴极射线 1．产生：在研究空气导电的玻璃管内有__阴___、___阳__两极， 当在两极间加一定电压，阴极便发出一种射线，这种射线为 _阴__极__射__线__．
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2．特点：碰到__荧__光__物__质___能使其发光 在稀薄气体的辉光放电实验中，若不断地抽出管中的气体， 当管中的气压降到 0.1 Pa 的时候，管内已接近真空，不能使气 体电离发光，这时对着阴极的玻璃管壁却发出荧光，如果在管 中放一个十字形金属片，荧光中会出现十字形阴影，如图 18－1－1 所示．
人教版选修《原子的核式结构模型》PPT课件
α粒子大 角度散射
α粒子的质量是电子质量的7300倍
（3）正电荷对粒子散射的影响：
a、汤姆孙原子模型的解释困难：
b、少数α粒子:发生大角度偏转,甚至偏角超过 900,说明占原子质量绝大部分的带正电的那部 分物质集中在很小的空间范围内,为什么？
2011、6、10
7
4、卢瑟福——原子的核式结构
1.在原子的中心有一 个很小的核称为原子 核;
18.2 原子的核式 结构模型
2011、6、10
1
1897年,J·J汤姆孙对 阴极射线研究,发现了电 子,说明原子是可再分的, 原子是中性的,因此推断 出原子中还有带正电的 物质.那么这两种物质是 怎样构成原子的呢？
2011、6、10
汤姆孙 2
一、汤姆孙的原子模型
“西瓜模型”或“枣糕模 型1”、建立的模型：
2、解释的现象：
3、遇到的困难：
α粒子散 射
原子振 动发光
正电荷 电子
2011、6、10
3
二、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.
α粒子是
4 2
He
快速运动的粒子
卢瑟福
1、装置简介：
2011、6、10
5
2、实验结果
（1）绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方
向前进；
说明原子中绝大部分是空的。
（2）少数α粒子发生了较大的偏转；极少数α
粒子的偏转超过90°；
可见α粒子受到较大的库仑力作用。
（3）有的（个别）甚至几乎达到180°；
好像α粒子与比它的质量大得多的物体发
生了 2011、6、10 “碰撞”。
人教版高中物理选修3—5第十八章18.2 原子的核式结构模型(共24张PPT)
进而猜想原子核内存在不带电的中子，这一猜想被他 的学生查德威克用实验证实，并得到公认。
质子 中子
核子
质子数
电荷数
2、原子核的尺寸
根据ห้องสมุดไป่ตู้瑟福的原子结构模型，原子内部是 十分“空旷”的。
原子
体育场
10-10 m
原子核 10-15m
1、卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析 ，提出了原子内部存在( ) A.电子 B.中子 C.质子 D.原子核
猜想：
汤姆孙发现电子后,科学家对呈电中性的原子 内部的正负电荷的分布提出了多种设想。
17
18
18
42
35
31
迈耶 电子磁针模
型
勒那德 中性偶极子
模型
开尔文 电原子电物质
模型
原子内部结构
长岗 土星原子模
型
尼克尔森 初始物质原
子模型
一.汤姆孙的原子模型
原子是一个球体，正电荷弥 散性均匀分布在球体中，电 子镶嵌其中
“原子” atom 一词来自于希腊文,意思是“不 可分割的”。公元前4世纪古希腊物理学家德谟 克利特提出这一概念,并把它当作物质的最小单元。
18世纪末，英国化学家道尔顿 物质是由原子结合而成的 认为原子是一个坚硬的小球 在一切化学变化中保持基本性质不变。
在十九世纪末,物理学上爆出了震惊科学界的 “三大发现”
A.va＜vb＜vc B.vc＜vb＜va C.vb＜va＜vc D.vc＜va＜vb
目标达成
1.了解α粒子散射实验的实验器材、实验现象,能使用 证据对研究的问题进行描述、解释和预测。（重难点） 2.知道卢瑟福的原子核式结构模型的主要内容，初步 具有现代物理的物质观。（重点） 3.知道原子的组成、原子和原子核大小的数量级。
质子 中子
核子
质子数
电荷数
2、原子核的尺寸
根据ห้องสมุดไป่ตู้瑟福的原子结构模型，原子内部是 十分“空旷”的。
原子
体育场
10-10 m
原子核 10-15m
1、卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析 ，提出了原子内部存在( ) A.电子 B.中子 C.质子 D.原子核
猜想：
汤姆孙发现电子后,科学家对呈电中性的原子 内部的正负电荷的分布提出了多种设想。
17
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18
42
35
31
迈耶 电子磁针模
型
勒那德 中性偶极子
模型
开尔文 电原子电物质
模型
原子内部结构
长岗 土星原子模
型
尼克尔森 初始物质原
子模型
一.汤姆孙的原子模型
原子是一个球体，正电荷弥 散性均匀分布在球体中，电 子镶嵌其中
“原子” atom 一词来自于希腊文,意思是“不 可分割的”。公元前4世纪古希腊物理学家德谟 克利特提出这一概念,并把它当作物质的最小单元。
18世纪末，英国化学家道尔顿 物质是由原子结合而成的 认为原子是一个坚硬的小球 在一切化学变化中保持基本性质不变。
在十九世纪末,物理学上爆出了震惊科学界的 “三大发现”
A.va＜vb＜vc B.vc＜vb＜va C.vb＜va＜vc D.vc＜va＜vb
目标达成
1.了解α粒子散射实验的实验器材、实验现象,能使用 证据对研究的问题进行描述、解释和预测。（重难点） 2.知道卢瑟福的原子核式结构模型的主要内容，初步 具有现代物理的物质观。（重点） 3.知道原子的组成、原子和原子核大小的数量级。
高中物理 18.2 原子的核式结构模型课件 新人教版选修35
原子中带正电部分的体积很小，但几 乎占有全部的质量——原子核，电子 在正电体的外面运动。
七、原子核的电荷与尺度
1、原子核的电荷
1919年，卢瑟福用粒子轰击氮核，得到了质子， 进而猜想原子核内存在不带电的中子，这一猜想被他 的学生查德威克用实验证实，并得到公认．
质子 中子
核子
质子数
电荷数
2、原子核的尺寸
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、历史的回顾
1、公元前五世纪 希腊哲学家提出物质是由不可分割的微粒（叫原子）组成。
2、100多年前 化学反应中原子的种类和数目不变，化学上倍比定律 的发现等证实了物质的原子性结构，认为原子是不可 再分的、物质是由原子组成的。
18.2《原子的核式 结构模型》
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）了解研究微观现象的方法。 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。
2、汤姆生的原子模型（枣糕模型）
汤姆生的原子模型： 原子是一个球体；正 电荷弥漫性地均匀分 布在整个球内，而电 子都象枣子那样镶嵌 在原子里面．
七、原子核的电荷与尺度
1、原子核的电荷
1919年，卢瑟福用粒子轰击氮核，得到了质子， 进而猜想原子核内存在不带电的中子，这一猜想被他 的学生查德威克用实验证实，并得到公认．
质子 中子
核子
质子数
电荷数
2、原子核的尺寸
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、历史的回顾
1、公元前五世纪 希腊哲学家提出物质是由不可分割的微粒（叫原子）组成。
2、100多年前 化学反应中原子的种类和数目不变，化学上倍比定律 的发现等证实了物质的原子性结构，认为原子是不可 再分的、物质是由原子组成的。
18.2《原子的核式 结构模型》
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）了解研究微观现象的方法。 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。
2、汤姆生的原子模型（枣糕模型）
汤姆生的原子模型： 原子是一个球体；正 电荷弥漫性地均匀分 布在整个球内，而电 子都象枣子那样镶嵌 在原子里面．
高中物理18.2原子的核式结构模型课件新人教版(1)选修3-5
• (3)实验分析 • 按照汤姆孙的“枣糕”原子模型，α粒子 如果从原子之间或原子的中心线穿过时， 它受到周围的正负电荷作用的库仑力是平 衡的，α粒子不产生偏转；如果α粒子偏离 原子的中心轴线穿过，两侧电荷作用的库 仑力相当于一部分被抵消，α粒子偏转很 小；如果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。所以α粒子的 散射实验结果否定了汤姆孙的原子模型。
• (4)原子的核式结构模型 • 卢瑟福根据α粒子散射实验的结果，提出 了原子的核式结构模型：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原子核里，带 负电的电子在核外空间绕核旋转。
• (5)原子的核式结构模型对α粒子散射现象 的解释 • 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 改变极少，由于原子核很小，这种机会就 很多，所以绝大多数α粒子不产生偏转； 只有当α粒子十分接近原子核穿过时，才 受到很大库仑斥力，偏转角才很大，而这 种机会很少；如果α粒子几乎正对着原子 核射来。偏转角就几乎达到180°，这种 机会极少(如图18－2－2所示)。
• • • • •
答案： 1．均匀 镶嵌 枣糕 2．仍沿原来的 大角度 3．全部 外面 原子核 核式 4．＋Ze 核电荷 质子 中子 质子
• 知识点1 α粒子散射实验 • 1．汤姆孙原子模型 • 原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分 布在整个球体内，电子镶嵌其中。有人形 象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型”或 “枣糕模型”。 • 说明：汤姆孙的原子结构模型虽然能解释 一些实验事实，但这一模型很快被新的实 验事实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．原子的全部正电荷与几乎全部质量都 集中在原子核里 • D．带负电的电子在核外绕着核旋转 • 【答案】A、C、D
人教物理教材《原子的核式结构模型》PPT(完整版)
1.阴极射线实际上是高速运动的电子流。 ( √ ) 提示:阴极射线带负电,实际上是高速运动的电子流。 2.电子的电荷量是J.J.汤姆孙首先精确测定的。 ( ✕ ) 提示:电子的电荷量是密立根首先精确测定的。 3.电子是原子的组成部分,电子电荷量可以取任意数值。 ( ✕ ) 4.α粒子大角度的偏转是电子造成的。 ( ✕ ) 提示:α粒子大角度的偏转是原子核造成的。 5.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。 ( ✕ ) 提示:α粒子散射实验中少数α粒子发生了大角度偏转或反弹。
(3)结论:阴极射线粒子带负电,其电荷量的大小与氢离子⑩ 大致相同 ,而质量比 氢离子 小得多 ,后来组成阴极射线的粒子被称为电子。
3.电子的电荷量及电荷量子化
(1)电子电荷量:电子电荷的精确测定是在1909~1913年间由 密立根 通过著名的 “ 油滴实验 ”做出的。目前公认的电子电荷e的值为e=1.602 176 634×10-19 C。 (2)电荷是 量子化 的,即任何带电体的电荷只能是e的 整数倍 。
第1讲 描述运动的基本概念
α粒子散射的实验装置示意图 (3)当α粒子打到金箔时,由于金原子中的带电粒子对α粒子有 库仑力 的作用, 一些α粒子的运动方向改变,也就是发生了α粒子的散射。 3.α粒子散射实验现象 (1)绝大多数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 的偏转。
第1讲 描述运动的基本概念
3 | 原子核的电荷与尺度
(1)各种元素的原子核的电荷数,即原子内的 电子数 。 (2)原子核是由 质子 和 中子 组成的,原子核的电荷数就是核中的 质子数 。 (3)对于一般的原子核,实验确定的核半径的数量级为10-15 m,而整个原子半径的数 量级是10-10 m,两者相差 十万 倍之多。可见原子内部是十分“ 空旷
(3)结论:阴极射线粒子带负电,其电荷量的大小与氢离子⑩ 大致相同 ,而质量比 氢离子 小得多 ,后来组成阴极射线的粒子被称为电子。
3.电子的电荷量及电荷量子化
(1)电子电荷量:电子电荷的精确测定是在1909~1913年间由 密立根 通过著名的 “ 油滴实验 ”做出的。目前公认的电子电荷e的值为e=1.602 176 634×10-19 C。 (2)电荷是 量子化 的,即任何带电体的电荷只能是e的 整数倍 。
第1讲 描述运动的基本概念
α粒子散射的实验装置示意图 (3)当α粒子打到金箔时,由于金原子中的带电粒子对α粒子有 库仑力 的作用, 一些α粒子的运动方向改变,也就是发生了α粒子的散射。 3.α粒子散射实验现象 (1)绝大多数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 的偏转。
第1讲 描述运动的基本概念
3 | 原子核的电荷与尺度
(1)各种元素的原子核的电荷数,即原子内的 电子数 。 (2)原子核是由 质子 和 中子 组成的,原子核的电荷数就是核中的 质子数 。 (3)对于一般的原子核,实验确定的核半径的数量级为10-15 m,而整个原子半径的数 量级是10-10 m,两者相差 十万 倍之多。可见原子内部是十分“ 空旷
高中物理第十八章原子结构2原子的核式结构模型课件新人教版选修35
重点
1. α粒子散射实 验的现象. 2.核式结构学 说．
难点
1.对核式结构学 说的理解. 2.对实验研究方 法和抽象思维能 力的体会.
第三页，共41页。
知识点一 α 粒子的散射实验 提炼知识 1．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．
第三十页，共41页。
原子核外有一个非常大的空间，核外电子围绕原子核 作高速运动，则从α粒子散射实验结果出发推出的结论有 金原子内部大部分都是空的，汤姆孙的原子模型不符合原 子结构的实际情况，原子核的半径约是 10－15 m，不能说 明金原子是球体，B 正确．
答案：B
第三十一页，共41页。
拓展二 原子的核式结构及原子核的组成 1．原子的核式结构与原子的枣糕模型的对比．
第六页，共41页。
(3)卢瑟褔通过 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．
第七页，共41页。
判断正误 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．(×)
②α粒子并没有与金原子核直接发生碰撞，偏转的原 因是库仑斥力影响的结果．
第三十四页，共41页。
【典例 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．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( )
第十八章 原子结构
第一页，共41页。
2 原子的核式结构模型
18.2原子的核式结构模型(课件)
因通过气体电传导性的研究，测 出电20子21/1的0/1电0 荷与质量的比值， 1906年获诺贝尔物理学奖。
思考：那么，这两 种物质是怎样构成 原子的呢？
2
一.汤姆孙的原子模型 正电荷
原子是一个球体，里面充满了均 匀分布的带正电的流体，电子 镶嵌在正电荷液体中，就象枣 点缀在一块蛋糕里一样，所以 又被人们称为“枣糕模型”。
2021/10/10
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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
2021/10/10
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4、当α粒子被重核散射时，如图所示的运动 轨迹哪些是不可能存在的（ BC ）
2021/10/10
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5．在α粒子散射实验中，没有考虑α粒子跟电子
B、原子的正负电荷都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核旋转
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7、（97全国）在卢瑟福的 粒子散射实验中， 有少数粒子发生大角度偏转，其原因是（ A）
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
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
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3、卢瑟福α粒子散射实验的结果（ C） A、证明了质子的存在
思考：那么，这两 种物质是怎样构成 原子的呢？
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一.汤姆孙的原子模型 正电荷
原子是一个球体，里面充满了均 匀分布的带正电的流体，电子 镶嵌在正电荷液体中，就象枣 点缀在一块蛋糕里一样，所以 又被人们称为“枣糕模型”。
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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
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4、当α粒子被重核散射时，如图所示的运动 轨迹哪些是不可能存在的（ BC ）
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5．在α粒子散射实验中，没有考虑α粒子跟电子
B、原子的正负电荷都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核旋转
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7、（97全国）在卢瑟福的 粒子散射实验中， 有少数粒子发生大角度偏转，其原因是（ A）
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
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
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3、卢瑟福α粒子散射实验的结果（ C） A、证明了质子的存在
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二、原子的核式结构模型 活动与探究
枣糕模型
19 世纪末以前,原子一直被认为是不可分割的最小物质单元。
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2.你认为 α 粒子散射实验的意义是什么? 答案:揭示了汤姆孙原子模型的局限性,为核式结构提供了实验基 础。 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。 答案:α 粒子与金原子核间存在着相互作用的库仑斥力,在靠近的过 程中,库仑力做负功,所以动能逐渐减少,电势能逐渐增加,加速度逐渐增 大。
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一、α 粒子散射实验 活动与探究
1.1909 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。
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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。
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在 α 粒子散射实验中为什么选用金箔?
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答案:(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 10-7 m;(2)金原子带的正电荷多,与 α 粒子间的库仑力大;(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。
重点难点
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一、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
2 原子的核式结构模型
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1.能说出 α 粒子散射实验的原理和实验结果。 学习目标 2.能记住卢瑟福原子核式结构的主要内容。 3.能说出原子和原子核大小的数量级。 重点:卢瑟福原子核式结构。 难点:对 α 粒子散射实验结果的分析。
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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。
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答案:α 粒子散射实验发现,绝大多数 α 粒子穿过金箔后,基本上仍沿 原来的方向前进,但有少数 α 粒子(约占八千分之一)发生了大角度偏转, 偏转的角度甚至大于 90° ,也就是说它们几乎被“撞了回来”。 这样的事实令人惊奇。大角度的偏转不可能是电子造成的,因为它 的质量只有 α 粒子的7 300 ,它对 α 粒子速度的大小和方向的影响就像灰 尘对枪弹的影响,完全可以忽略。 因此,造成 α 粒子偏转的主要原因是它 受到了原子中除电子以外的其他物质的作用,而这部分物质的质量很 大,并且是带正电的。 而按照汤姆孙模型,正电荷是均匀地分布在原子内 的,α 粒子穿过原子时受到的各个方向正电荷的斥力基本上会相互平衡, 因此对 α 粒子运动的影响不会很大。所以,汤姆孙模型无法解释大角度 散射的实验结果。
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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。 答案:设 α 粒子初速度为 v,质量为 m0,与电子碰后的速度为 v1,电子 质量为 m,与 α 粒子碰后的速度为 v2。 由动量守恒定律得 m0 v=m0 v1+mv2① 由能量守恒得 m0 v2= m0 v1 2 + mv2 2 ② 由①②得碰后 α 粒子的速度 v1= 粒子与电子碰撞后速度几乎不变。
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答案:(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 YUXI DAOXUE
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三、原子核的电荷与尺度 1.原子内的电荷关系 各种原子的原子核的电荷数与含有的电子数相等,非常接近于它 们的原子序数。 2.原子核的组成 原子核是由质子和中子组成的,原子核的电荷数就等于原子核中 的质子数。 3.原子核的大小 实验确定的原子核半径 R 的数量级为 10-15 m,而原子的半径的数量 级是 10-10 m。因而原子内部十分“空旷”。
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解析:α 粒子接近金原子核,克服库仑斥力做功,动能减小,电势能增 加。当 α 粒子的动能完全转化为电势能时,离金原子核最近,距离为 R,R 可被认为是金原子核半径。由动能定理有2mαv������ 2 =qαU,又因 U= R ,Q 为 金原子核电荷量,则 R=4.28× 10-14 m。 答案:4.28× 10-14 m
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预习交流 2
如何用原子的核式结构模型对 α 粒子散射实验结果进行解释? 答案:(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,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。
m0 -m v,因为 m0 +m 1 2 1 2 1 2
m0≫ m,所以 v1≈ v,α
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迁移与应用 例 1(多选)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 解析:由 α 粒子散射实验装置及其作用,可选 A、B、C;对于选项 D, 考虑到有少数的 α 粒子因为靠近金原子核,受到斥力而改变了运动方向, 故选项 D 错误。 答案:ABC
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 些诸如原子的稳定性等实验现象,但后来被 α 粒子散射实验否定了。
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预习交流 1
原子是由质子、中子、电子组成的
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?
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二、α 粒子散射实验 1.α 粒子 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 子的氦原子核,带两个单位正电荷,质量为氢原子质量的 4 倍。 2.实验结果 绝大多数 α 粒子穿过金箔后,基本沿原方向前进。 少数 α 粒子发生大角度偏转,偏转角甚至大于 90° 。 3.卢瑟福的核式结构模型 1911 年由卢瑟福提出,在原子中心有一个很小的核,叫原子核。它 集中了全部的正电荷和几乎全部的质量,电子在核外空间运动。