人教高中物理选修3-5课件：第十八章 原子结构 18-2

α 粒子散射实验题的解法要点 (1)熟记装置及原理 α 粒子散射实验是一个非常重要的实验，因此对实验器 材、现象、现象分析、结论都必须弄明白，才能顺利解答有 关问题。 (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，质量很大、 带正电的物质的作用。
生大角度偏转，极少数 α 粒子偏转角度超过 90°，有的几乎
被“撞了回来”。 2．α 粒子在穿过原子过程中受什么力？ 提示：主要受原子核的库仑斥力。
[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。
2．在做 α 粒子散射实验时，α 粒子射入金箔后为什么 不考虑 α 粒子与电子的碰撞对 α 粒子速度的影响？
提示：电子质量远小于 α 粒子质量，对 α 粒子的速度 几乎没有影响。
3．在 α 粒子散射实验中，偏转角大的 α 粒子与偏转角 小的 α 粒子相比，谁离原子核更近一些？
提示：偏转角越大，说明 α 粒子受力越大，离原子核 越近。
3．α 粒子散射实验与汤姆孙的原子模型的冲突分析 (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。 (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。
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。原子的绝大部 分质量、带正电的那部分物质集中在原子中体积很小的空间 范围。
【针对训练】 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
解析 α 粒子与电子之间存在着相互作用力，这个作用 力是库仑引力，但由于电子质量很小，只有 α 粒子质量的 73100，碰撞时对 α 粒子的运动影响极小，几乎不改变运动 方向，故正确答案为 C。
要点 原子的核式结构模型
于 90°。
3．卢瑟福通过 α 粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子
模型，建立了原子的 □5 核式结构 模型。
4．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 □6 原子核 ， 它集中了全部的 □7 正电荷 和几乎全部的 □8 质量 ， □9 电子 在核外空
间运
要点 α 粒子散射实验
1．实验过程：α 粒子从铅盒射出，形成细射线打在金 箔上，被散射的 α 粒子打在荧光屏上产生闪光，用可转动 的显微镜从不同角度进行观察。
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°，有的几乎被“撞了 回来”。如图所示。
“枣糕模型”，能够解释一些实验现象，但后来被□4 α 粒
子散射实验否定了。
二、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，带两个单位 □1 正 电荷，质量为 □2 氢原子 质量的 4
倍。
2．实验结果
(1) □3 绝大多数 α 粒子穿过金箔后，基本沿原方向前
进。
(2) □4 少数 α 粒子发生大角度偏转，偏转角度甚至大
而原子内部十分“空旷”。
[思维辨析] 1．(1)汤姆孙的原子模型不能解释 α 粒子散射实验中少 数 α 粒子发生大角度偏转甚至反向弹回的现象。( √ ) (2)原子中心有一个很小的核，原子的全部正电荷和全 部质量都集中在这个核里。( × ) (3)α 粒子散射实验是估算原子核半径的最简单的方法。 (√ )
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□1 电子数相等，非常接近于它们的 □2 原子序数 。 2．原子核的组成：原子核是由 □3 质子和中子 组成的，
原子核的电荷数就等于原子核中的 □4 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 □5 10－15 m ，而原子的半径的数量级是 □6 10－10 m ，因
(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。
4．实验意义：否定了汤姆孙的原子结构模型，提出了 原子核式结构模型，明确了原子核大小的数量级。
例 1 如图所示为卢瑟福 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( )
人教版物理选修3-5 第十八章原子结构
第十八章 原子结构 第2节 原子的核式结构模型
01课前自主学习
[动手填一填] 一、汤姆孙的原子模型 汤姆孙于 1898 年提出了一种原子模型，他认为原子是
一个 □1 球体 ， □2 正电荷 弥漫性地均匀分布在整个球体 内， □3 电子 镶嵌在球中，该模型被称为“西瓜模型”或
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
1． α 粒子散射的实验现象是什么？ 提示：绝大多数 α 粒子沿原方向前进，少数 α 粒子发