高二物理原子的核式结构模型
第十三章+原子结构-2022-2023学年高二物理同步精品课堂(沪科版2020上海选择性必修第三册)
原子是一个球体，正电荷均匀
分布在球体中，电子镶嵌在正
电荷之中，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（西瓜模型）”。
J.J 汤姆孙(英国)
1857 ～ 1940
这个模型不久就被
实验事实否定了
20
第十三章
从经典物理学的角度看，汤姆孙的模型是很成功的。
解释原子是电中性的，电子在原子里是怎样分布的，解释原子为什么会发光，能
第十三章 原子结构
主讲教师：XXX
1
第十三章
目录
01
电子的发现
02
原子的核式结构模型
03
玻尔的原子模型
2
第十三章
新课引入
科学家在研究稀薄气体放电时发现，
当玻璃管内的气体足够稀薄时，阴极就发
出一种射线。它能使对着阴极的玻璃管壁
发出荧光，这种射线的本质是什么呢？
3
第十三章
电子的发现
4
第十三章
赫兹
位卓越的物理学家参加了会议。但 当时的会议记录中根本没有提及卢瑟福对原子结构的研究工作。不久以后，曾在卢
瑟福实 验室工作的丹麦物理学家玻尔 (N. Bohr ，1885— 1962) 运用创造性的假说拯救了卢瑟福的 核式结构模型。
现代物理学史表明：卢瑟福的方法和理论开辟了研究原子结构的正确途径， 为原子物理学的发展做出了重要贡献。
线带负电
测出了粒子
的比荷
4.英国物理学家汤姆
3.猜想:
孙让阴极射线在电场
(1)阴极射线是一种电磁辐射.
和磁场中偏转.
(2)阴极射线是带电微粒.
10
第十三章
由实验测得的阴极射线粒子的比荷是氢离子比荷的近两千倍。 J.J汤姆孙猜测
【新步步高】2015-2016学年高二物理教科版选修3-5学案：第二章 1、2 电子 原子的核式结构模型 Word版含答
学案1电子学案2原子的核式结构模型[目标定位]1.知道阴极射线是由电子组成的，知道电子的电荷量和比荷.2.了解汤姆孙发现电子对揭示原子结构的重大意义.3.知道α粒子散射实验的实验器材、实验原理和实验现象.4.知道卢瑟福的原子核式结构模型的主要内容，能说出原子核的数量级．一、电子[问题设计]图1条形磁铁使阴极射线偏转如图1所示，接通真空管(又称阴极射线管)的电源，将条形磁铁的一个磁极靠近射线管，观察阴极射线是否偏转，向什么方向偏转；把另一个磁极靠近射线管，观察射线的偏转情况．你认为射线的偏转是什么原因造成的？你能通过射线偏转的情况来确定射线粒子流携带的是哪种电荷吗？答案运动电荷在磁场中受到洛伦磁力．根据左手定则，结合磁场方向、粒子运动方向，可以判断出射线粒子电荷是正电荷还是负电荷．[要点提炼]1．阴极射线(1)阴极射线：科学家用真空度很高的真空管做放电实验时，发现真空管的阴极会发射出一种射线，这种射线叫做阴极射线．(2)英国物理学家汤姆孙使阴极射线在磁场和电场中产生偏转，确定了阴极射线是一种带负电的粒子流．2．阴极射线的特点(1)在真空中沿直线传播；(2)碰到物体可使物体发出荧光．3．微粒比荷(荷质比)的测定(1)比荷：带电粒子的电荷量与质量之比称为比荷，又称荷质比．(2)汤姆孙发现阴极射线中的粒子比荷是氢离子比荷的1 000多倍，而两者电荷量相同．汤姆孙把他发现的这种粒子命名为电子．4．密立根通过著名的“油滴实验”精确地测出了电子电荷．电子电荷量一般取e＝1.6×10－19_C，电子质量m＝9.1×10－31_kg.e二、α粒子散射实验及原子的核式结构模型[问题设计]阅读课本“α粒子散射实验”及“原子的核式结构模型”，说明：(1)α粒子散射实验装置由几部分组成？实验过程是怎样的？(2)有些α粒子发生了较大角度的偏转，这些偏转是电子造成的吗？答案(1)实验装置：①α粒子源：钋放在带小孔的铅盒中，放射出高能α粒子，其带两个单位的正电，质量为氢原子质量的4倍．②金箔：特点是金原子的质量大，且易延展成很薄的箔．③可移动探测器：能绕金箔在水平面内转动．④整个实验过程在真空中进行．金箔很薄，α粒子(42He)很容易穿过．实验过程：α粒子源封装在铅盒中，铅盒壁上有一个小孔，α粒子可以从小孔中射出，打到前方的金箔上，由于金原子中的带电粒子对α粒子有库仑力作用，一些α粒子会改变原来的运动方向．可移动探测器可以绕着金箔做圆周运动，从而探测到α粒子在各个方向上的散射情况．(2)不是．α粒子的质量比电子的质量大得多，α粒子碰到电子就像子弹碰到灰尘一样，不会造成α粒子大角度的偏转．[要点提炼]1．实验现象：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粒子偏转的角度超过了90°，个别的甚至接近180°.2．α粒子散射实验的结果用汤姆孙的“枣糕模型”无法解释．3．卢瑟福的核式结构模型：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．4．原子核的大小：原子核半径的数量级为10－15m，而整个原子半径的数量级是10－10m.因而原子内部十分“空旷”．一、对阴极射线的认识例1阴极射线从阴极射线管中的阴极发出，在其间的高电压下加速飞向阳极，如图2所示．若要使射线向上偏转，所加磁场的方向应为()图2A．平行于纸面向左B．平行于纸面向上C．垂直于纸面向外D．垂直于纸面向里解析由于阴极射线的本质是电子流，阴极射线方向向右，说明电子的运动方向向右，相当于存在向左的电流，利用左手定则，为使电子所受洛伦兹力方向平行于纸面向上，磁场方向应为垂直于纸面向外，故选项C正确．答案 C二、带电粒子比荷的测定例2为求得电子的比荷，设计实验装置如图3所示．其中两正对极板M 1、M2之间的距离为d，极板长度为L.若M1、M2之间不加任何电场或磁场，可在荧光屏上P点观察到一个亮点．图3在M 1、M 2两极板间加极性如图所示的电压，并逐步调节增大，使荧光屏上的亮点逐渐向荧光屏下方偏移，直到荧光屏上恰好看不见亮点为止，记下此时外加电压为U .保持电压U 不变，对M 1、M 2区域再加一个大小、方向合适的磁场B ，使荧光屏正中心处重现亮点． (1)外加磁场方向如何？(2)请用U 、B 、L 等物理量表示出电子的比荷qm.解析 (1)加上磁场后电子不偏转，电场力等于洛伦兹力，且洛伦兹力方向向上，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向外．(2)当在荧光屏上看不到亮点时，电子刚好打在下极板M 2靠近荧光屏端的边缘，则d 2＝Uq 2dm (L v)2，q m ＝d 2v 2UL 2.① 由电场力等于洛伦兹力得Uqd ＝Bq v解得v ＝UBd②将②式代入①式得q m ＝UB 2L2.答案 (1)磁场方向垂直纸面向外 (2)q m ＝UB 2L 2三、α粒子散射实验及原子的核式结构模型例3 如图4所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况．下列说法中正确的是( )图4A ．在图中的A 、B 两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多 B ．在图中的B 位置进行观察，屏上观察不到任何闪光C ．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似D ．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金箔原子后产生的反弹解析 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 处观察到的粒子数多，B 处观察到的粒子数少，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例4 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． 答案 A电子原子的,核式结构模型⎩⎪⎨⎪⎧电子的发现⎩⎪⎨⎪⎧阴极射线汤姆孙发现密立根测定电子的电荷量原子核式结构模型⎩⎪⎨⎪⎧α粒子散射实验卢瑟福的核式结构模型原子核的大小和尺寸1．(对阴极射线的认识)英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的实验研究发现( ) A ．阴极射线在电场中偏向正极板一侧B ．阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相同C ．不同材料所产生的阴极射线的比荷不同D ．汤姆孙并未得出阴极射线粒子的电荷量 答案 AD解析 阴极射线实质上就是高速电子流，所以在电场中偏向正极板一侧，A 正确．由于电子带负电，所以其在磁场中受力情况与正电荷不同，B 错误．不同材料所产生的阴极射线都是电子流，所以它们的比荷是相同的，C 错误．在汤姆孙实验证实阴极射线就是带负电的电子流时并未得出电子的电荷量，最早测出电子电荷量的是美国物理学家密立根，D 正确． 2．(带电粒子比荷的测定)关于密立根“油滴实验”，下列说法正确的是( ) A ．密立根利用电场力和磁场力平衡的方法，测得了带电体的最小带电荷量B．密立根利用电场力和重力平衡的方法，推测出了带电体的最小带电荷量C．密立根利用磁偏转的知识推测出了电子的电荷量D．密立根“油滴实验”直接验证了电子的质量不足氢离子质量的千分之一答案 B3．(对α粒子散射实验的理解)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，其偏转轨道可能是下图中的()答案 D解析α粒子离金核越远其所受斥力越小，轨道弯曲程度就越小，故选项D正确．4．(原子的核式结构模型)关于原子的核式结构模型，下列说法正确的是()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．原子核的半径的数量级是10－10m答案AB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力引提供向心力，B正确；原子核半径的数量级是10－15m，原子半径的数量级是10－10m，D错误．题组一对阴极射线的认识1．关于阴极射线的性质，判断正确的是()A．阴极射线带负电B．阴极射线带正电C．阴极射线的比荷比氢原子比荷大D．阴极射线的比荷比氢原子比荷小答案AC解析通过让阴极射线在电场、磁场中的偏转的研究发现阴极射线带负电，其比荷比氢原子的比荷大得多，故A 、C 正确．2.如图1所示，一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线AB 时，发现射线径迹下偏，则( )图1A ．导线中的电流由A 流向B B ．导线中的电流由B 流向AC ．如要使电子束的径迹向上偏，可以通过改变AB 中电流的方向来实现D ．电子的径迹与AB 中电流的方向无关 答案 BC解析 阴极射线带负电，由左手定则判断管内磁场垂直纸面向里；由安培定则判断AB 中电流的方向由B 流向A .电流方向改变，管内磁场方向改变，电子受力方向也改变． 3．阴极射线管中的高电压的作用( ) A ．使管内气体电离 B ．使管内产生阴极射线 C ．使管内障碍物的电势升高 D ．使电子加速 答案 D题组二 比荷的测定4．密立根油滴实验进一步证实了电子的存在，揭示了电荷的非连续性．如图2所示是密立根油滴实验的原理示意图，设小油滴的质量为m ，调节两极板间的电势差U ，当小油滴悬浮不动时，测出两极板间的距离为d .则可求出小油滴的电荷量q ＝________.图2答案mgdU解析 由平衡条件得mg ＝q U d ，解得q ＝mgdU .题组三 α粒子散射实验及原子的核式结构模型5．在α粒子散射实验中，关于选用金箔的原因下列说法不正确．．．的是( ) A ．金具有很好的延展性，可以做成很薄的箔B．金核不带电C．金原子核质量大，被α粒子轰击后不易移动D．金核半径大，易形成大角度散射答案 B6．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，故选项B正确，C、D错误．7．卢瑟福在解释α粒子散射实验的现象时，不考虑α粒子与电子的碰撞影响，这是因为() A．α粒子与电子之间有相互排斥，但斥力很小，可忽略B．α粒子虽受电子作用，但电子对α粒子的合力为零C．电子体积极小，α粒子不可能碰撞到电子D．电子质量极小，α粒子与电子碰撞时能量损失可忽略答案 D解析α粒子与电子间有库仑引力，电子的质量很小，α粒子与电子相碰，运动方向不会发生明显的改变，所以α粒子和电子的碰撞可以忽略．A、B、C错，D正确．8．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原因是原子中电子对α粒子有作用力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，方向改变较大，故C、D对．9．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运动轨迹如图3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()图3A．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区域答案 A解析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区域；如原子核在②、③区域，α粒子会向①区域偏转；如原子核在①区域，可能会出现题图所示的轨迹，故应选A.10．关于卢瑟福的原子核式结构学说的内容，下列叙述正确的是()A．原子是一个质量分布均匀的球体B．原子的质量几乎全部集中在原子核内C．原子的正电荷和负电荷全部集中在一个很小的核内D．原子半径的数量级是10－10m，原子核半径的数量级是10－15m答案BD。
18.2原子的核式结构模型(DIY)
1.在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空间绕着核旋转．
四.原子核的电荷与尺度
根据卢瑟福的原子核式模型和α粒子散射的实验数据， 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。
正电荷数 核外电子数 原子序数 质子数
后造成的？ 电子质量很小，对α 粒子的运动方向不会
发生明显影响 （2）按照枣糕模型，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？
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。
实验结果却是有八千分之一 的粒子发生了大角度偏转 ！ 原子结构模型必须重新构思!
二.α粒子散射实验
二. α粒子散射实验
2.实验现象
绝大多数α粒子穿过金
箔后仍沿原来方向前进
少数α粒子（约占8000
分之一）发生了较大的 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 ”
二.α粒子散射实验
3.实验分析 汤姆逊枣糕原子模型能否解释？
（1）α粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞
原子核半径约是10-15m， 原子的半径约为10-10m
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：
•
原子
体育场
原子核
1．在α粒子散射实验中，没有考虑α粒子跟电子的
碰撞，其原因是（ B ）
A．α粒子不跟电子发生相互作用．
B．α粒子跟电子相碰时，损失的能量极少，可忽略
C．电子的体积很小，α粒子不会跟电子相碰．
【解析】选B。对于原子核是由质子和中子组成的结论是涉及原子核的结构,与核式 结构无关,核式结构说的是原子结构,不是原子核结构,选项B错。
4.3.2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)
4.3 原子的核式结构模型第二课时原子的核式结构模型【教材分析】教材在介绍了电子的发现过程之后，引出原子结构的模型，并进一步以“西瓜模型—α粒子散射实验—原子核式结构模型”为主线，重点引导分析α粒子散射实验的实验过程、现象与结论，最后介绍了利用原子核与其它粒子的相互作用可以确定原子核的电荷与尺度，并强调原子内部十分“空旷”。
【学情分析】通过初中以及化学的学习，学生对原子的内部结构有了一定的认识。
但是，原子用肉眼无法观察，用什么样的方法去探究它的结构呢？因此对于这一部分的学习，学生应该有一定的好奇心，教学中从学生的好奇心出发，设置具有阶梯性的问题，引导学生思考，有些研究方法可以引导学生用之前所学习的物理知识去理解。
【教学目标与核心素养】物理观念：了解α粒子散射实验过程中电荷间的相互作用（运动与相互作用观）；科学思维：1.知道不同原子模型之间的区别，知道原子模型的建立是在实验基础上不断发展和修正的过程，通过α粒子散射实验，促进学生模型建构、质疑创新能力的提升；2.能从多个角度思考问题，提升思维的流畅性、灵活性和独创性；科学探究：1.能够查阅资料，收集与原子结构的相关信息，提出与原子结构相关的物理问题；2.通过α粒子散射实验过程（及“盲盒”实验）促进学生观察能力的提升；科学态度与责任：1.根据α粒子散射实验过程，体会科学家们在研究原子结构中所展现的严谨、敢于质疑的科学态度与精神；2.根据人们对原子结构的猜测、推理与分析，体会自然规律简洁、对称之美；3.随着人们对物质世界本质认识的加深，体会科技与科学研究对社会发展的重要意义；【教学重难点】1.根据α粒子散射实验结果，否定“西瓜模型”，建构核式结构模型并知道其建构历程与逻辑2.模型方法、利用原子核与其他粒子相互作用确定原子微观结构方法等科学探究方法的认识与理解【教学策略与学法】教学策略：回顾历史+复验实验+问题链指引教法与学法：讲授法、演示实验法、问题与任务驱动法（教法）；自主学习与思考、交流讨论法、探究学习法（学法）【教学过程】一、新课引入图片引入（新西兰面值 100 元纸币）这是一张新西兰币的 100 元，头像是著名的物理学家——卢瑟福。
高二物理原子的核式结构模型
嗦夺市安培阳光实验学校高二物理原子的核式结构模型人教实验版【本讲教育信息】一. 教学内容：选修3—5第十八章原子结构第一节电子的发现第二节原子的核式结构模型第三节氢原子光谱第四节玻尔的原子模型二. 知识内容（一）1. 阴极射线：阴极射线的本质是带负电的粒子流，后来，组成阴极射线的粒子被称为电子。
2. 电子的发现：1897年英国的物理学家汤姆孙发现了电子，并求出了这种粒子的比荷。
（二）1. 汤姆孙的原子模型：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”。
2. a粒子散射实验：（1）a粒子：a粒子是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，带有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的4倍。
（2）实验现象：绝大多数a粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数a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900，也就是说它们几乎被“撞了回来”。
（3）卢瑟福核式结构模型：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。
按照卢瑟福的理论，正电体被称为原子核，卢瑟福的原子模型因而被称为核式结构模型。
3. 原子核的电荷与尺度：（1）电荷：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。
（2）尺度：对于一般的原子核，核半径的数量级为10－16m，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“空旷”的。
（三）1. 光谱：（1）定义：把光按波长的大小分开，获得光的波长（频率）成分和强度分布的记录。
即光谱。
（2）分类：光谱分为线状谱和连续谱。
（3）特征：线状谱是一条条分立的亮线；连续谱是一条连续的光带。
2. 原子光谱：（1）定义：各种原子的发射光谱都是线状谱，不同原子的亮线位置不同，把这些亮线称为原子的特征谱线。
（2）光谱分析：每种原子都有自己的特征谱线，我们可以用它来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法称为光谱分析。
高二物理原子的核式结构模型
显微镜——通过显 微镜观察闪光，且 可360°转动观察不 同角度α粒子的到达 情况。
α粒子散射实验现象：
1、绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前 进。 2、但少数α粒子发生了较大的偏转。 3、有极少数α粒子的偏转超过了90°，有的甚 至几乎达到180°。
卢瑟福对于上述实验的结果感到十分惊奇， 他说：它好比你对一张纸发射炮弹，结果被 反弹回来而打到自己身上……
1）原子的半径约为1010m、原子核半径约是 10-15m，原子核的体积 只占原子的体积的十万分 之一。
原子核的核式结构
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：
0-10m 原子核半径：10-15～10-14m
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。
(1) mv2 =k q1q2 = k e 2
r
r2
r2
∴1 mv2 = ke2
2
2r
(2) T = 2πr ∴f = 1 = v = e
v
T 2πr 2π
k mr3
(3 ) I = q = e = ev
e2 =
t T 2πr 2π
k mr3
【课堂练习】
4. 卢瑟福对α粒子散射实验的解释是（BCD ） A. 使α粒子产生偏转的力主要是原子中电子对 α粒子的作用力；
B. 使α粒子产生偏转的力主要是库仑力；
C. 原子核很小，α粒子接近它的机会很少，所 以绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进；
D. 能产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离 原子核近的α粒子。
【课堂练习】
5. 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( AC ) A.α粒子的动能和动量几乎没有损失。
高二物理原子的核式结构模型
伦琴发现X射线
汤姆孙发现电子
原子可以分割。 无论哪种材料作为阴极产生的粒子质量 电荷相同，说明它们是原子的组成部分。 粒子质量小于氢原子的千分之一。
A
K
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。
汤姆孙的原子模型
枣糕模型
1909～1911年，英国物 理学家卢瑟福和他的助 手们进行了 粒子散射 实验
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间绕着核旋转．
原子核的核式结构 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：
体育场 原子
原子核
• 根据卢瑟福的原子核式模型和α粒子散射的实验 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）原子的半径约为10-10米、原子核半径约是 10-14米，原子核的体积只占原子的体积的万亿 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。
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
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之后，就将垫在门槛儿两边儿的斜坡铲掉了，随手将院门关上。此时，耿英已经将三人的所有衣物和这些年以来买的所有书籍 都仔细规整好了。见哥哥和弟弟将骡车和寿棺等都置办齐了，就吩咐他们去洗手擦脸喝水歇息一下，自己先将所有的香火、纸 钱、点心、水果等祭祀用品用一个大包袱包起来。然后，再用剪刀把所有的金纸和银纸都剪成三角形状，又搅了小半盆儿浆糊。 简单吃了点儿午饭后，兄妹三人就在平板车上将棺头彩绘贴好了，再由耿正满蘸墨汁，端端正正地在彩绘的右上竖行书小楷： 先考：居中竖行书大楷：耿得喜；左下竖行书小楷：归家。再书写一副挽联贴在棺头彩绘旁边的寿棺边框上，其上下联分别为： 高风传乡里，亮节昭后人；横批：风范长存。最后，兄妹三人又将剪成三角形状的金纸和银纸随意地贴在寿棺的其余表面上。 完成寿棺的外包装后，兄妹三人就将所有的金条和其余的封银全部码在寿棺的底部，并且将准备带回家的所有贵重物品也平摊 开了铺在金条和封银的上面，再在上面铺上几条厚薄不等的褥子。然后，再为那个闭眼沉睡的男模特儿套上寿衣，安放在褥子 上。耿正仔细看看模特儿的脸，说：“它的脸这样光鲜有些不妥，咱们还应该在这上面弄点什么才好！”耿英想一想，就去厨 房灶膛里刮了一些煤灰，铲来了放在剩余的浆糊里边，搅拌搅拌，在模特儿的面部胡乱地涂抹一番，再撒上一些杂七杂八的调 料粉末。闻一闻还嫌味道不够，再去厨房拿来一块儿闻着臭，吃着香的臭豆腐，也捏巴烂了涂抹在模特儿的面部、头顶和脖子 上。耿直捏着鼻子说：“够了，够了，再臭，咱们就没法儿坐车了！”耿正说：“没事儿，一会儿盖上棺盖就闻不到了！”说 着，耿正将一个可以盖住半个脸的大礼帽戴在模特儿的头上，耿英再用白布将模特儿整个儿给蒙上，周围又紧紧地挤满各种衣 物。三个人仔细检查一下没有什么遗漏了，就用几个大铁钉子将寿棺的盖子钉了起来。然后，兄妹三人又用白纱将骡车的车棚 也布置成了普通送灵车的样子。让兄妹三人非常高兴的是，这挂平板车的车架和车棚内部都相当宽敞。除了在后面的车架上可 以捆扎两袋草料之外，在车棚里边还可以将兄妹三人需要带回家去的所有行囊，以及那个大大的软皮箱、一个大大的礼品包， 还有另外的两个小包裹全都放上。在那个大大的礼品包里边，包着准备送给武昌镇上白娘娘一家人的礼品；在另外的两个小包 裹里边，一个里边包了给黄河边上的老爷爷和老奶奶准备的南方特色点心和糖果，另一个则包了给梁爷爷和梁奶奶上坟的祭品， 以及准备在过江前祭奠白幺爹的东西。而且在寿棺的旁边，还可以挤坐得下兄妹三人。那两条刚买的又粗又长的捅火棍，也分 别放到了铺在车内的一条厚褥子下面的两侧。晚上，李老乡如约
4.3原子的核式结构模型 (教学课件)-高二物理人教版选择性必修三
2.电子的发现
（1）.J.J.汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中运动和偏转情况 断定，阴极射线的本质是带负电的粒子流。并求出了阴极射线的 比荷。
（2）.用不同材料的阴极做实验，所得比荷数值都是相同的。 这说明不同物质都能发射这种带电粒子，它是构成各种物质的 共有成分
（3）.由实验测得的阴极射线的比荷是氢离子（质子）比荷的 近两千倍, J.J.汤姆孙认为，阴极射线粒子电荷量大小与氢离 子一样,而质量比氢离子小得多。
三、原子核的电荷与尺度
1、电子数与原子序数 由于原子是电中性的，原子核所带正电荷数（核电荷数）等于电子数。
科学家们注意到各种元素的原子核的电荷数，即原子内的电子数， 非常接近它们的原子序数。这说明元素周期表中的各种元素是按原子 中的电子数排列的。
原子核所带正电荷数（核电荷数）=核外电子数=该元素在周期表 内的原子序数
3.卢瑟福的原子核式模型
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.
4.原子核式模型对α粒子散射实验的解释
①大部分α粒子穿过金箔时离核很远，受到的斥力很小， 它们的运动几乎不受影响.
②少数α粒子从核附Байду номын сангаас飞过，明显受到原子核的库伦斥 力而发生大角度的偏转.
法中正确的是( C )
A.在图中的A、B两位置分别进行观察,
相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多
B.在图中的B位置进行观察,屏上观察不到任何闪光 C.卢瑟福选用不同重金属箔作为α粒子散射的靶,观察到的实验结果基本相似 D.α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹
变式 [2022·北京四中月考] 卢瑟福α粒子散射实验中,金箔中的原子核可以看作静止
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电子的发现之旅
阴极射线
伦琴发现X射线
汤姆孙发现电子
原子可以分割。 无论哪种材料作为阴极产生的粒子质量 电荷相同，说明它们是原子的组成部分。 粒子质量小于氢原子的千分之一。
A
K
汤姆孙的原子模型：
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。
汤姆孙的原子模型
枣糕模型
α粒子散射实验
1909～1911年，英国物
答案：B
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
答案：C
3、当α粒子被重核散射时，如图所示的运动 轨迹哪些是不可能存在的
答案：BC
卢
理学家卢瑟福和他的助
瑟
手们进行了 粒子散射
福
实验
著名的 粒子散射实验
汤姆孙模型预言的α粒子散射实验的 结果是怎样的？
汤姆孙模型预言的α粒子散射实验的 结果是怎样的？
正电荷在原子内部均匀分布， α粒子穿过原 子时，由于粒子两侧正电荷对它的斥力大部 分互相抵消，使α粒子偏转的力不会很大。
实验结果：
阴极射线应用
电子示波器中的示波管、电视的显像管、电子显微 镜等都是利用阴极射线在电磁场作用下偏转、聚焦 以及能使被照射的某些物质,如硫化锌发荧光的性 质工作的.高速的阴极射线打在某些金属靶极上能 产生X射线，可用于研究物质的晶体结构。阴极射 线还可直接用于切割、熔化、焊接等。
在19世纪末年，物理学有三项重大的实验发现，这就 是X射线、放射性和电子。电子的发现具有更伟大的 意义，因为这一事件使人们认识到自然界还有比原子 更小的实物。电子的发现打开了通向原子物理学的大 门 ,人们开始研究原子的结构 .
阴极射线
阴极射线是德国物理学家J.普吕克尔在1858年利用 低压气体放电管研究气体放电时发现的 .从低压气 体放电管阴极发出的电子在电场加速下形成的电子 流。阴极可以是冷的也可以是热的，电子通过外加 电场的场致发射、残存气体中正离子的轰击或热电 子发射过程从阴极射出。
电子的发现
1897年J.J.汤姆孙根据放 电管中的阴极射线在电磁 场和磁场作用下的轨迹确 定阴极射线中的粒子带负 电，并测出其荷质比，这 在一定意义上是历史上第 一次发现电子，12年后 R.A.密立根用油滴实验测 出了电子的电荷。
1856-1940英国剑桥大学 实验物理学家
电子的发现~~汤姆孙
1. 测阴极射线的电荷
2. 使阴极射线在静电场中偏转。
3. 测阴极射线的荷质比。从以上两实验, 汤姆生 已可明确无误地证明阴极射线是由某种带负电的微 粒组成。这种微粒是什么，汤姆生进一步对阴极射 线的荷质比进行了大量的测量。最后得到阴极射线 微粒的质荷比为10-11千克／库仑, 比氢离子的质荷 比10-8千克／库仑小千倍。
• （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。
【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
•绝大多数：沿原方向前进 •少数：发生大角度偏转，
甚至偏角超过900
结果分析：
① 电子能否使α粒子大角度偏转？ ② 1微米厚的金箔内含3000层原子
层，绝大多数α粒子穿过金箔仍 沿原方向前进说明什么？ ③ 少数α粒子的大角度偏转甚至反 弹是怎么造成的？
原子的核式结构的提出
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间绕着核旋转．
原子核的核式结构
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：
原子据卢瑟福的原子核式模型和α粒子散射的实验 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）原子的半径约为10-10米、原子核半径约是 10-14米，原子核的体积只占原子的体积的万亿 分之一。
原子的核式结构模型
原子复杂结构的发现过程
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。
3、19世纪末20世纪初
•1897年发现阴极射线是电子流
•X射线使气体电离
都从物体中击出电子来
•光电效应
•设想? •原子
(中性)
电子(一)
正电荷?
汤姆生原子模型
电子的发现
19世纪是电磁学大发展的时期, 到七、八十年 代电气工业开始有了发展, 发电机、变压器和 高压输电线路逐步在生产中得到应用，然而， 漏电和放电损耗非常严重，成了亟待解决的问 题。同时，电气照明也吸引了许多科学家的注 意。这些问题都涉及低压气体放电现象，于是 ，人们竞相研究与低压气体发电现象有关的问 题。阴极射线是低压气体放电过程中出现的一 种奇特现象，对其本性的研究导致了英国学派 的微粒说和德国学派的以太论。