高二物理原子的核式结构模型

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。
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Baidu Nhomakorabea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
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 .
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：
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。
•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．
•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。
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
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
体育场
原子核
原子核的电荷和大小
• 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。
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
• （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