电子的发现、原子核式结构

电子的发现、原子的核式结构导学案

【新课标学习要求】

1、了解人类发现电子的过程。

2、知道早期的原子结构模型，体会模型化方法。

3、知道α粒子散射实验的原理及实验结果。

4、通过卢瑟福原子核式结构模型的建立过程，体会科学家进行科学探究的方法。

【自主学习】

一、阴极射线

1、电离：（1）条件：在_______中，气体能够被电离而导电。（2）实质：气体分子中的正、负电荷被_______，气体中出现了_______电荷。

2、气体放电：（1）通常大气中分子的_____很大，电离后的自由电荷运动时会与空气分子碰撞，正负电荷重新______，所以难以形成稳定的气体_____电流。（2）阴极射线：稀薄气体导电可以看到______放电现象。将玻璃管内的气体压强降到约0.1Pa以下，也就是管内成为通常所说的_______，这时虽看不到辉光，但在阳极上钻一个小孔后，在孔外的玻璃管壁上可看到______，其实质是由于玻璃受到_______发出的某种射线的撞击而引起，这种射线叫做_______

二、电子的发现

1、汤姆孙的探究方法：（1）让阴极射线分别通过电场或磁场，根据_______现象，证明它是_______的粒子流并求现了其比荷。（2）换用不同材料的阴极和不同的_______做实验，所得粒子的_______相同。（3）粒子带负电，比荷是氢离子比荷的近两千倍，说明阴极射线粒子的质量远小于氢离子的质量。（4）组成阴极射线的粒子称为_______。

2、结论：（1）研究的新现象：光电效应、_______、β射线。它们都包含电子。（2）结论：强电场电离、正离子轰击、紫外光照射、金属受灼热、入射性物质的自发辐射，都能发射_______的带电粒子—电子。电子是原子的_______，是比原子更_______的物质单元。

3、电子电荷的量子化：（1）电子电荷可根据密立根油滴实验测定，数值为：e=__________ （2）带电体所带电荷量具有____的特点，即任何带电体所带电荷只能是电子电荷的______。

三、α粒子散射实验

1、实验方法：用从放射源发射的α粒子束轰击_______，利用荧光接收，探测通过金箔后的α粒子_______情况。

2、实验目的：α粒子通过金箔时，由于金原子中的带电粒子对α粒子有_______作用，一些α粒子的_______改变，也就是发生了α粒子散射，统计散射到各个方向的α粒子_______，即可推知原子中_______的分布情况

3、实验结果：实验发现，α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有_______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_______900，也就是说它们几乎被______________。

四、原子核的电荷与尺度

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_______相等，非常接近于它们的_______。

2、原子核的组成：原子核是由_____和___组成的，原子核的电荷数就是核中的_____数。

3、原子核的大小：实验确定的原子核半径R的数量级为______m，而整个原子半径的数量级是10-10m，可见原子内部是十分“空旷”的。

【典型例题】

例1、如图所示，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，发现射线径迹向下偏，则（ ）A ．导线中的电流由A 流向B

B ．导线中的电流由B 流向A

C ．电子束的径迹与AB 中的电流方向无关

D ．若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变AB 中的电流方向来实现

【问题思考】

1、你认为我们平时在空气中看到的放电火花是什么原因？

2、你认为电子的发现，对人类探索物质微观世界有什么重大意义？

例1 在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是（ ）

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

例2、（ ）

A ．原子的中心有个核，叫原子核

B

C

D

【问题思考】

1、比较两种原子结构模型。它们各在什么背景下提出的。

2、你认为卢瑟福为什么选用α粒子和金箔作为散射实验的“炮弹”和“靶子”？

【针对训练】

1.密立根利用油滴实验测得了电子的_________和____________。

2.电荷是_________的，即任何带电体的电荷只能是e 的________。

3.电子质量的数量级为_________kg 。

4.阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流，这些微观粒子是。

若在如图所示的阴极射线管中都加上垂直于纸面向里的磁场，阴极

射线将（填“向下”“向上”“向外”）偏转。5.（2007广东）带电粒子的荷质比q/m 是一个重要的物理量。某中学物理兴趣小组设计了一个实验，探究电

场和磁场对电子运动轨迹的影响，以

求得电子的荷质比，实验装置如图所示。①他们的主要实验步骤如下：

A ．首先在两极板M 1M 2之间不加任何电场、磁场，开启阴极射线管电源，发射的电子从两极板中央通过，在荧幕的正中心处观察到一个亮点；

B ．在M 1M 2两极板间加合适的电场：加极性如图所示的电压，并逐步调节增大，使荧幕上的亮点逐渐向荧幕下方偏移，直到荧幕上恰好看不见亮点为止，记下此时外加电压为U 。请问本步骤目的是什么？

C ．保持步骤B 中的电压U 不变，对M 1M 2区域加一个大小、方向合适的磁场B ，使荧幕正中心重现亮点，试问外加磁场的方向如何？②根据上述实验步骤，同学们正确推算处电子的荷质比与外加电场、磁场及其他相关量的关系为22d

B U m q 。一位同学说，这表明电子的荷质比将由外加电压决定，外加电压越大则电子的荷质比越大，你认为他的说法正确吗？为什么？

6.如图18-1-5所示，有一电子（电荷量为e ）经电压为U0

的电场+ A B

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