原子核式结构模型
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原子核式结构模型
根据汤姆孙模型计算的结果：电子 质量很小，对 α 粒子运动的影响 完全可以忽略不计；1 由于正电荷均 匀分布在原子内，α 粒子穿过原子 时受到的各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。
创新微课
原子核式结构模型
五、卢瑟福核式结构模型
创新微课
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里，带负电的 电子在核外空1间绕着核旋转。
原子核式结构模型
根据卢瑟福的原子核式结构模型，原子内部是十 分“空旷”的，举一个简微课
原子核
原子核式结构模型
创新微课
六、原子核的电荷和大小
根据卢瑟福的原子核式结构模型和 α 粒子散射实验数据，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的大小。 （1）原子半径的数量1 级为 10 ─ 10 m、原子核半径的数量级为 10 ─14 m， 原子核的体积只占原子体积的万亿分之一。 （2）原子核所带正电荷数与核外电子数以及该元素在周期表内的原子 序数相等。 （3）电子绕核旋转所需向心力就是核对它的库仑力。
创新微课 现在开始
原子核式结构模型
原子核式结构模型
创新微课
一、汤姆孙的原子模型
在汤姆孙的原子模型中，原子是一个球体，正电荷均匀分布在 整个球体内，电子镶嵌其中。
1
电子
英国物理学家 汤姆孙
汤姆孙原子模型 （枣糕模型）
原子核式结构模型
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。
同学，下节再见
1
创新微课
原子核式结构模型
1
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原子核式结构模型
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五、卢瑟福核式结构模型
创新微课
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里，带负电的 电子在核外空1间绕着核旋转。
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根据卢瑟福的原子核式结构模型，原子内部是十 分“空旷”的，举一个简微课
原子核
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六、原子核的电荷和大小
根据卢瑟福的原子核式结构模型和 α 粒子散射实验数据，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的大小。 （1）原子半径的数量1 级为 10 ─ 10 m、原子核半径的数量级为 10 ─14 m， 原子核的体积只占原子体积的万亿分之一。 （2）原子核所带正电荷数与核外电子数以及该元素在周期表内的原子 序数相等。 （3）电子绕核旋转所需向心力就是核对它的库仑力。
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一、汤姆孙的原子模型
在汤姆孙的原子模型中，原子是一个球体，正电荷均匀分布在 整个球体内，电子镶嵌其中。
1
电子
英国物理学家 汤姆孙
汤姆孙原子模型 （枣糕模型）
原子核式结构模型
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。
同学，下节再见
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1
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原子的核式结构模型课件
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。
原子的核式结构模型
5
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。
11
原子的核式结构模型
12
在α粒子散射实验中,我们并没有考虑α粒子跟电子碰撞,这是因
为(
)
A.电子体积非常小,以至于α粒子碰不到它
B.α粒子跟电子碰撞时,损失的能量很小,可以忽略
C.α粒子跟各个电子碰撞的效果相互抵消
D.电子在核外均匀分布,所以α粒子受电子作用的合外力为零
解析:α粒子与电子相碰就如同飞行的子弹与灰尘相碰,α粒子几
附近时的示意图,A、B、C 三点分别位于两个等势面上,则以上说法
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
原子的核式结构模型
21
解析:由能量守恒定律可知,对于 A、B、C 三点,A、C 位于原子
否定了。
原子的核式结构模型
2
预习交流 1
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?
原子是由质子、中子和电子组成的
原子的核式结构模型
3
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
原子的核式结构模型
5
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。
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在α粒子散射实验中,我们并没有考虑α粒子跟电子碰撞,这是因
为(
)
A.电子体积非常小,以至于α粒子碰不到它
B.α粒子跟电子碰撞时,损失的能量很小,可以忽略
C.α粒子跟各个电子碰撞的效果相互抵消
D.电子在核外均匀分布,所以α粒子受电子作用的合外力为零
解析:α粒子与电子相碰就如同飞行的子弹与灰尘相碰,α粒子几
附近时的示意图,A、B、C 三点分别位于两个等势面上,则以上说法
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
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解析:由能量守恒定律可知,对于 A、B、C 三点,A、C 位于原子
否定了。
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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?
原子是由质子、中子和电子组成的
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3
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
物理学 原子的核式模型结构
. 由于金箔原子中的带电粒子对 粒子的库仑力作用，
发生了 粒子的散射。统计散射到各个方向的 粒
子所占的比例，可以推知原子内电荷的分布情况。
汤姆孙模型中的散射
侧视图
俯视图
粒子散射实验装置
(1) 大角度的偏转不可能是电子造成的；
(2) 离球心越近，所受力越小； (3) 不可能产生大角散射的，只有小角
度散射。
• 一般的原子核，实验确定的核半径的数量级为 10-14m ，而整个原子半径的数量级是 10-10m，两 者相差十万倍之多，可见原子内部是十分“空” 的。
测验
1. 物质是原子构成的，原子半径的数量级为埃米 (10-10m)，原子核半径的数量级为飞米 (10-15m), 下列说法 哪个正确？ （1）原子大小之于苹果相当于苹果大小之于月球； （2）原子大小是原子核大小的一万多倍； （3）不同物质的原子及原子核，其大小也千差万别； （4）物质的固、液、气相均可由原子概念来统一描述。
3. 卢瑟福核式结构模型
• 1911 年卢瑟福提出另外一种模型：原子中带正 电部分很小，电子在带正电部分的外边。
核式模型中的散射
• 正电体（称之为原子核）很小，所受的力就可 以很大，就能产生大角度散射-----核式结构模型。
4. 原子核的电荷与大小
• 粒子到达离原子核最小的距离，就是原子核半 径的理论上限。
12.2 原子的核式模型结构
1. 汤姆孙的模型 2. 粒子散射实验 3. 卢瑟福核式结构模型 4. 原子核的电荷与大小
1. 汤姆孙的模型
• 1903年，汤姆孙假设，原子的是电子镶嵌在一个正 电荷均匀分布、具有原子大小、弹性冻胶状的球内 或球上-----“西瓜模型”。
汤姆孙的原子模型，小圆点代表正 电荷，大圆点代表电子。
原子核式结构模型
原子核式结构模型
1 什么是原子核式结构模型
原子核式结构模型是指以原子核为中心，以其结构核素为外围组成的一种模型，是现代物理学提出的一种量子力学模型。
根据这种模型，原子核由质子和中子构成，其外围有质子、中子和费米子存在，使原子核具有特殊的结构。
2 原子核式结构模型的特点
1、核子的发明：今年是发现原子核的百年纪念，由爱因斯坦和玻尔在1905年提出核子模型，只有由正质子、负质子和中子组成。
2、结构特性：原子核由核子和核质子共同构成，核子质量极小，要比中子大2000倍以上，构成原子核的核质子的构成数量为其质量的比例，有的原子核还带有中性的费米子。
3、区别：原子核式结构模型与物理学里的分子模型完全不同，分子模型是以分子的中心的分子键为中心的，原子核式结构模型是以原子核的结构核素构成一个完整的模型。
3 原子核式结构模型的应用
原子核模型对物理学、化学、核物理学等多领域有重大影响，它可以解释原子中核子的形成、核素的变异等现象，为大规模原子核研究奠定了坚实的理论基础。
此外，它还可以用来解释原子构型的形成
以及其价态间的相互作用等，广泛应用于原子核反应和量子表现、原子与微粒子的测定等。
原子的核式结构模型 课件
分类例析
实验结论 (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粒子发生了 较大的偏转； (3)极少数α粒子的偏转角θ超过 9，0°甚至有极个别α粒子被 反弹回来． 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．
分类例析
一、α粒子散射实验与核式结构模型 α粒子散射实验与汤姆孙的原子模型的冲突分析 (1)分析否定的原因 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．
分类例析
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，更不可能使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，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．
分类例析
2．α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． 点拨 按照汤姆孙的模型，正电荷是均匀分布在整个原子 中的，当α粒子穿过原子时受到的各个方向上的正电荷的斥 力会相互抵消很多，沿直线运动的可能性最大，最不可能 沿着很大的角度甚至180°角发生偏转．除非原子核的大部 分质量和电荷集中在一个很小的核上，否则要发生大角度 的偏转是不可能的．
分类例析
解析 α粒子散射实验现象：绝大多数α粒子沿原方向前 进，少数α粒子有大角度散射．所以A处观察到的粒子多， B处观察到的粒子少，所以选项A、B错误．α粒子发生散 射的主要原因是受到原子核库仑斥力的作用，所以选项D 错误、C正确． 答案 C
实验结论 (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粒子发生了 较大的偏转； (3)极少数α粒子的偏转角θ超过 9，0°甚至有极个别α粒子被 反弹回来． 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．
分类例析
一、α粒子散射实验与核式结构模型 α粒子散射实验与汤姆孙的原子模型的冲突分析 (1)分析否定的原因 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．
分类例析
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，更不可能使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，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．
分类例析
2．α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． 点拨 按照汤姆孙的模型，正电荷是均匀分布在整个原子 中的，当α粒子穿过原子时受到的各个方向上的正电荷的斥 力会相互抵消很多，沿直线运动的可能性最大，最不可能 沿着很大的角度甚至180°角发生偏转．除非原子核的大部 分质量和电荷集中在一个很小的核上，否则要发生大角度 的偏转是不可能的．
分类例析
解析 α粒子散射实验现象：绝大多数α粒子沿原方向前 进，少数α粒子有大角度散射．所以A处观察到的粒子多， B处观察到的粒子少，所以选项A、B错误．α粒子发生散 射的主要原因是受到原子核库仑斥力的作用，所以选项D 错误、C正确． 答案 C
原子的核式结构模型25张PPT
动画：α粒子散射
课堂小结
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ɑ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：
1.原子中的正电荷、质量应都集中在一个中心上。 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。
教材习题解答
1、答：反射源:α粒子 金箔：被α粒子轰出的物质。 带有荧光屏的放大镜。整个装置置于真空中α
粒子打在银光屏上有微弱的光，由于放大镜能够 围绕金箔在一个圆周内运动，因此可以通过它观 察到穿过金箔后偏转角度不同的α粒子。
观察到的现象是:绝大多数α粒子穿过金箔后基 本上沿着原来方向前进，少数α粒子发生了大角 度偏转，偏转超过了90度，极少数像是被弹了回 来去。
原子
原 子核
电子
中子
质子
核外电子数
+ = 质量数A
中子数
质子数Z
原子序数 核电核数
高考链接
1、根据卢瑟福的原子核式结构模型，下列说 法正确的是（ D）
A.原子中的正电荷均匀分布在整个原子范围 内
B.原子中的质量均匀分布在整个原子范围内 C.原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原 子范围内 D.原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在很 小的区域范围内
本节导航 一、 α粒子散射实验 二、原子核的电荷与尺度
一、α粒子散射实验
原子正负电荷分布的研究 汤姆生的原子模型
被a粒子散射实验否定 卢瑟福提出新的假设（核式结构模型）
数学推理 与实验事实的对照
卢瑟福（Lusefu）， 在他66年的生涯中，他阐 述了放射性衰变的理论， 鉴定出α粒子（氦核24He）、 β粒子（电子流-10e）和γ 射线（光子），发现了原 子核，第一次用人工的方 法将一种元素转变为另一 种元素。直接培养了11名 诺贝尔奖获得者。
原子的核式结构
db b
d
这就是卢瑟福散射公式。d就是
粒子散射到和+d之间立体角d
的有效散射截面，又称为微分截面.
d
• Ze
d
r
将卢瑟福散射公式和实验所能观察的数据联系起来.
A为薄膜面积、t为薄膜厚度、N为单位体积的原子数。 原子总数为：N'NAt
设薄膜很薄，这些原子对射来的粒子前后不互相遮蔽，
总的有效散射面积为： d N ' d N A t d
28.8
一散射物的情况下 现用一带电粒子轰击这两个球体。
环形面积为： d =2 bdb
135
43.0
1.38
31.2
932×104千克/米3的金箔。
环这形就面 是d 积卢n 为瑟'：福/散d d 射 =公2'式s b。i dn b 4 /2 常 数 120
二、 粒子散射实验
105
在同一 粒子源和同一散射物的情况下
这样的实验结果是不可能用汤姆逊模型给予解答的.
考虑两个外形、大小、电荷和质量相同的带电球体，其中 一个球体的电荷密度均匀分布，另一集中在球心。现用一 带电粒子轰击这两个球体。
F
o R
汤姆逊模型
1 2Ze2
F
F
4 0 1
4 0
r2
2Ze2 R3
, r,
rR rR
r
1 2Ze2
Fmax40 R2 ,
rR
•
1 2Ze2
F
F
40
r2
r
o R
卢瑟福模型
汤姆逊模型中，不可能出现较大的相互作用力，而卢瑟福 模型可以出现很大的作用力，可能使得入射离子反弹.
三、 卢瑟福原子有核模型
原子的核式结构模型
原子的核式结构模型一、背景在深入研究原子的内部结构后，科学家们得出了一种关于原子构造的理论，即核式结构模型。
这个模型揭示了原子中心的秘密，为我们打开了理解物质世界的新视角。
二、核式结构模型的提出19世纪末，卢瑟福通过α粒子散射实验，发现原子中心有一个密集的原子核，其体积仅占据原子体积的几千分之一。
同时，他发现原子核周围环绕着电子，这些电子沿着轨道运动，就像行星围绕太阳运动一样。
这一发现，彻底改变了我们对原子的理解。
三、核式结构模型的内容核式结构模型的主要内容是：原子由一个位于中心的原子核和核外电子组成，电子在特定轨道上运动，并受到原子核的吸引。
原子核由质子和中子组成，其质量约占原子质量的99.9%，而电子的质量几乎可以忽略不计。
因此，原子的大部分体积是由原子核占据的。
四、核式结构模型的意义核式结构模型的提出，为我们理解原子的性质和行为提供了基础。
它解释了为什么原子在化学反应中会形成稳定的化合物，为什么元素之间会有不同的化学亲和力等等。
这一模型成为了现代化学的基础，为我们的科技发展提供了重要的理论基础。
五、结论总的来说，原子的核式结构模型是科学史上的一个重大突破，它为我们打开了理解物质世界的新视角。
然而，随着科技的发展，我们还需要更深入的研究和探索，以揭示原子内部的更多秘密。
让我们期待更多的科学发现，以更好地理解这个美丽的物质世界。
原子的核式结构模型一、背景在深入研究原子的内部结构后，科学家们得出了一种关于原子构造的理论，即核式结构模型。
这个模型揭示了原子中心的秘密，为我们打开了理解物质世界的新视角。
二、核式结构模型的提出19世纪末，卢瑟福通过α粒子散射实验，发现原子中心有一个密集的原子核，其体积仅占据原子体积的几千分之一。
同时，他发现原子核周围环绕着电子，这些电子沿着轨道运动，就像行星围绕太阳运动一样。
这一发现，彻底改变了我们对原子的理解。
三、核式结构模型的内容核式结构模型的主要内容是：原子由一个位于中心的原子核和核外电子组成，电子在特定轨道上运动，并受到原子核的吸引。
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讨论2：α粒子大角度偏转是不是撞到了 电子？
13
一、对物质组成和微观结构的认识过程
4、1909年，卢瑟福 粒子散射实验 实验结果分析： （1）绝大多数α 粒子穿过金箔后,与原来 的运动方向偏离不多（平均2º-3º）。 （2）少数α 粒子发生了大角度的偏转。 （3）极少数α 粒子产生超过90º的大角 度偏转，个别α 粒子甚至被弹回。
6
一、对物质组成和微观结构的认识过程
3、1897年，汤姆逊对阴极射线的研究 实验装置：涂有荧光物质的真空玻璃管 实验操作：金属两端接通高压直流电源 实验现象：荧光物质发光 思考1：是什么物质使荧光物质发光？
（1）阴极射线——带负电的电子 （2）电子质量小于氢原子质量的1/1000
原子还可以再分！
7
培养12位诺奖得主的“核子科学之父”
1908年，卢瑟福获得该年度的诺贝尔化学奖 1921年，卢瑟福的助手索迪获诺贝尔化学奖； 1922年，卢瑟福的学生阿斯顿获诺贝尔化学奖； 1922年，卢瑟福的学生玻尔获诺贝尔物理奖； 1927年，卢瑟福的助手威尔逊获诺贝尔物理奖； 1935年，卢瑟福的学生查德威克获诺贝尔物理奖 1948年，卢瑟福的助手布莱克特获诺贝尔物理奖 1951年，卢瑟福的学生科克拉夫特和瓦耳顿，共同获 得诺贝尔物理奖； 1978年，卢瑟福的学生卡皮茨获诺贝尔物理奖。
例2：试估算氢原子核的密度（氢原子核半径为R＝1.210－15m）。
例3：请根据卢瑟福的原子核式结构思考 粒子在穿过原子核时的轨
迹有何特点，并画出其轨迹示意图。
四、作业
练习册：成和微观结构的认识过程
4、1909年，卢瑟福 粒子散射实验
实验装置介绍： （1）放射源：放射性元素（铀和镭）
粒子：电量＋2e、质量4u，
速度约3107m/s（高速） （2）金箔：电量＋79e、质量197u
金的特点：很好的延展性 （可以摊得很薄，大约1微米） （3）荧光屏：荧光效应 （4）显微镜（盖格计数器） （5）真空容器：防止气体电离 （6）圆轨道：不同角度观察
10
一、对物质组成和微观结构的认识过程
4、1909年，卢瑟福 粒子散射实验 实验结果： （1）绝大多数α 粒子穿过金箔后,与原来 的运动方向偏离不多（平均2º-3º）。 （2）少数α 粒子发生了大角度的偏转。 （3）极少数α 粒子产生超过90º的大角 度偏转，个别α 粒子甚至被弹回。
11
一、对物质组成和微观结构的认识过程
一、对物质组成和微观结构的认识过程
3、1897年汤姆逊对阴极射线的研究 思考2：原子内的结构是怎样的？
1904年，汤姆逊“葡萄干蛋糕”模型
8
一、对物质组成和微观结构的认识过程
4、1909年，卢瑟福 粒子散射实验
（左）卢斯福（1871—1937） 新西兰物理学家，汤姆逊的研究 生，卡文迪许实验室的接任者。
（电子绕核运动所需的向心力就是原子核 对它的电场力）
一、对物质组成和微观结构的认识过程
4、1909年，卢瑟福 粒子散射实验
1911年，卢瑟福的原子核式结构模型（假说）： （1）原子的中心有一个很小的核，叫做原子核 （2）原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中
在原子核里 （3）带负电的电子在核外不停地绕核运动
约翰•道尔顿（1766-1844） 英国化学家、物理学家
原子是不可分的
5
一、对物质组成和微观结构的认识过程
3、1897年，汤姆逊对阴极射线的研究 基于"对气体导电的理论和实验研 究"荣获1906年诺贝尔物理学奖
汤姆逊（1856—1940） 英国物理学家，第三任卡文 迪许实验室主任，以其对电 子和同位素的实验著称。
第十二章 物质的微观结构
A 原子的核式结构
1
从宏观到微观
1亿光年
从宏观到微观
直接研究：放大2亿倍的扫描隧道显微镜
4
一、对物质组成和微观结构的认识过程
1、公元前5世纪，古希腊哲学家德谟克利特等人认为： 原子是构成物质的微粒，万物都是由简短的、不可分割的原子构成。
2、1803年，道尔顿提出原子的“实心球模型”
讨论3：原子内的正电荷和质量具有怎样 的结构才可能出现结果（2）和（3）？
14
一、对物质组成和微观结构的认识过程
4、1909年，卢瑟福 粒子散射实验
1911年，卢瑟福的原子核式结构模型（假说）： （1）原子的中心有一个很小的核，叫做原子核 （2）原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中
在原子核里 （3）带负电的电子在核外不停地绕核运动
1nm=10-9m
一、对物质组成和微观结构的认识过程
1Am=10-10m
一、对物质组成和微观结构的认识过程
0.1Am=10-11m
一、对物质组成和微观结构的认识过程
1pm=10-12m
一、对物质组成和微观结构的认识过程
0.1pm=10-13m
二、对物质组成和微观结构的认识的科学方法
1、提出科学假说的方法
讨论：原子结构真的是核式结构吗？
一、对物质组成和微观结构的认识过程
德谟克利特的原子论
道尔顿的“实心球模型”
汤姆逊发现电子，否定了原子不可分
汤姆逊的“葡萄干蛋糕模型” 卢瑟福的 粒子散射实验，否决此模型 卢瑟福的“核式结构模型” ？？？实验现象否决此模型
玻尔原子模型
薛定谔的“量子力学模型”
一、对物质组成和微观结构的认识过程
为什么？
12
一、对物质组成和微观结构的认识过程
4、1909年，卢瑟福 粒子散射实验 实验结果分析： （1）绝大多数α 粒子穿过金箔后,与原来 的运动方向偏离不多（平均2º-3º）。 （2）少数α 粒子发生了大角度的偏转。 （3）极少数α 粒子产生超过90º的大角 度偏转，个别α 粒子甚至被弹回。
已知事实—提出假说与物理模型— 实验验证
被证实——上升为理论 不被证实——修改或另辟蹊径
二、对物质组成和微观结构的认识的科学方法
2、建立物理模型的方法
三、练习
例1：关于卢瑟福的粒子散射实验，以下说法中不符合事实的
是（ ） （A）它是提出原子核式结构模型的实验基础
（B）绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进 （C）大多数粒子穿过金箔后，发生了超过90°的大角度偏转 （D）个别粒子被金箔反弹回来，偏转角几乎达到180°
（电子绕核运动所需的向心力就是原子核 对它的电场力）
讨论4：如何用卢瑟福模型解释 粒子散射现象？
一、对物质组成和微观结构的认识过程
4、1909年，卢瑟福 粒子散射实验 数量级估算： 原子核半径约为10－15 m－10－14 m，原子半径为10－10m
原子
体育场
原子核
一、对物质组成和微观结构的认识过程
4、1909年，卢瑟福 粒子散射实验 实验结果分析： （1）绝大多数α 粒子穿过金箔后,与原来 的运动方向偏离不多（平均2º-3º）。 （2）少数α 粒子发生了大角度的偏转。 （3）极少数α 粒子产生超过90º的大角 度偏转，个别α 粒子甚至被弹回。
讨论1：按照汤姆逊的葡萄干蛋糕原子模 型，会不会出现实验结果（2）和（3）？
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一、对物质组成和微观结构的认识过程
4、1909年，卢瑟福 粒子散射实验 实验结果分析： （1）绝大多数α 粒子穿过金箔后,与原来 的运动方向偏离不多（平均2º-3º）。 （2）少数α 粒子发生了大角度的偏转。 （3）极少数α 粒子产生超过90º的大角 度偏转，个别α 粒子甚至被弹回。
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一、对物质组成和微观结构的认识过程
3、1897年，汤姆逊对阴极射线的研究 实验装置：涂有荧光物质的真空玻璃管 实验操作：金属两端接通高压直流电源 实验现象：荧光物质发光 思考1：是什么物质使荧光物质发光？
（1）阴极射线——带负电的电子 （2）电子质量小于氢原子质量的1/1000
原子还可以再分！
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培养12位诺奖得主的“核子科学之父”
1908年，卢瑟福获得该年度的诺贝尔化学奖 1921年，卢瑟福的助手索迪获诺贝尔化学奖； 1922年，卢瑟福的学生阿斯顿获诺贝尔化学奖； 1922年，卢瑟福的学生玻尔获诺贝尔物理奖； 1927年，卢瑟福的助手威尔逊获诺贝尔物理奖； 1935年，卢瑟福的学生查德威克获诺贝尔物理奖 1948年，卢瑟福的助手布莱克特获诺贝尔物理奖 1951年，卢瑟福的学生科克拉夫特和瓦耳顿，共同获 得诺贝尔物理奖； 1978年，卢瑟福的学生卡皮茨获诺贝尔物理奖。
例2：试估算氢原子核的密度（氢原子核半径为R＝1.210－15m）。
例3：请根据卢瑟福的原子核式结构思考 粒子在穿过原子核时的轨
迹有何特点，并画出其轨迹示意图。
四、作业
练习册：成和微观结构的认识过程
4、1909年，卢瑟福 粒子散射实验
实验装置介绍： （1）放射源：放射性元素（铀和镭）
粒子：电量＋2e、质量4u，
速度约3107m/s（高速） （2）金箔：电量＋79e、质量197u
金的特点：很好的延展性 （可以摊得很薄，大约1微米） （3）荧光屏：荧光效应 （4）显微镜（盖格计数器） （5）真空容器：防止气体电离 （6）圆轨道：不同角度观察
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一、对物质组成和微观结构的认识过程
4、1909年，卢瑟福 粒子散射实验 实验结果： （1）绝大多数α 粒子穿过金箔后,与原来 的运动方向偏离不多（平均2º-3º）。 （2）少数α 粒子发生了大角度的偏转。 （3）极少数α 粒子产生超过90º的大角 度偏转，个别α 粒子甚至被弹回。
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一、对物质组成和微观结构的认识过程
一、对物质组成和微观结构的认识过程
3、1897年汤姆逊对阴极射线的研究 思考2：原子内的结构是怎样的？
1904年，汤姆逊“葡萄干蛋糕”模型
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一、对物质组成和微观结构的认识过程
4、1909年，卢瑟福 粒子散射实验
（左）卢斯福（1871—1937） 新西兰物理学家，汤姆逊的研究 生，卡文迪许实验室的接任者。
（电子绕核运动所需的向心力就是原子核 对它的电场力）
一、对物质组成和微观结构的认识过程
4、1909年，卢瑟福 粒子散射实验
1911年，卢瑟福的原子核式结构模型（假说）： （1）原子的中心有一个很小的核，叫做原子核 （2）原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中
在原子核里 （3）带负电的电子在核外不停地绕核运动
约翰•道尔顿（1766-1844） 英国化学家、物理学家
原子是不可分的
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一、对物质组成和微观结构的认识过程
3、1897年，汤姆逊对阴极射线的研究 基于"对气体导电的理论和实验研 究"荣获1906年诺贝尔物理学奖
汤姆逊（1856—1940） 英国物理学家，第三任卡文 迪许实验室主任，以其对电 子和同位素的实验著称。
第十二章 物质的微观结构
A 原子的核式结构
1
从宏观到微观
1亿光年
从宏观到微观
直接研究：放大2亿倍的扫描隧道显微镜
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一、对物质组成和微观结构的认识过程
1、公元前5世纪，古希腊哲学家德谟克利特等人认为： 原子是构成物质的微粒，万物都是由简短的、不可分割的原子构成。
2、1803年，道尔顿提出原子的“实心球模型”
讨论3：原子内的正电荷和质量具有怎样 的结构才可能出现结果（2）和（3）？
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一、对物质组成和微观结构的认识过程
4、1909年，卢瑟福 粒子散射实验
1911年，卢瑟福的原子核式结构模型（假说）： （1）原子的中心有一个很小的核，叫做原子核 （2）原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中
在原子核里 （3）带负电的电子在核外不停地绕核运动
1nm=10-9m
一、对物质组成和微观结构的认识过程
1Am=10-10m
一、对物质组成和微观结构的认识过程
0.1Am=10-11m
一、对物质组成和微观结构的认识过程
1pm=10-12m
一、对物质组成和微观结构的认识过程
0.1pm=10-13m
二、对物质组成和微观结构的认识的科学方法
1、提出科学假说的方法
讨论：原子结构真的是核式结构吗？
一、对物质组成和微观结构的认识过程
德谟克利特的原子论
道尔顿的“实心球模型”
汤姆逊发现电子，否定了原子不可分
汤姆逊的“葡萄干蛋糕模型” 卢瑟福的 粒子散射实验，否决此模型 卢瑟福的“核式结构模型” ？？？实验现象否决此模型
玻尔原子模型
薛定谔的“量子力学模型”
一、对物质组成和微观结构的认识过程
为什么？
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一、对物质组成和微观结构的认识过程
4、1909年，卢瑟福 粒子散射实验 实验结果分析： （1）绝大多数α 粒子穿过金箔后,与原来 的运动方向偏离不多（平均2º-3º）。 （2）少数α 粒子发生了大角度的偏转。 （3）极少数α 粒子产生超过90º的大角 度偏转，个别α 粒子甚至被弹回。
已知事实—提出假说与物理模型— 实验验证
被证实——上升为理论 不被证实——修改或另辟蹊径
二、对物质组成和微观结构的认识的科学方法
2、建立物理模型的方法
三、练习
例1：关于卢瑟福的粒子散射实验，以下说法中不符合事实的
是（ ） （A）它是提出原子核式结构模型的实验基础
（B）绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进 （C）大多数粒子穿过金箔后，发生了超过90°的大角度偏转 （D）个别粒子被金箔反弹回来，偏转角几乎达到180°
（电子绕核运动所需的向心力就是原子核 对它的电场力）
讨论4：如何用卢瑟福模型解释 粒子散射现象？
一、对物质组成和微观结构的认识过程
4、1909年，卢瑟福 粒子散射实验 数量级估算： 原子核半径约为10－15 m－10－14 m，原子半径为10－10m
原子
体育场
原子核
一、对物质组成和微观结构的认识过程
4、1909年，卢瑟福 粒子散射实验 实验结果分析： （1）绝大多数α 粒子穿过金箔后,与原来 的运动方向偏离不多（平均2º-3º）。 （2）少数α 粒子发生了大角度的偏转。 （3）极少数α 粒子产生超过90º的大角 度偏转，个别α 粒子甚至被弹回。
讨论1：按照汤姆逊的葡萄干蛋糕原子模 型，会不会出现实验结果（2）和（3）？