电子的发现、原子核式结构
2022版新高考物理：选择性必修 第三册 第十五章 第2讲 原子结构氢原子光谱
2．练一练 (1)下列叙述正确的是( ) A．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构 B．玻尔理论成功地解释了各种原子的发光现象 C．爱因斯坦成功地解释了光电效应现象 D．赫兹从理论上预言了电磁波的存在
【解析】选C。卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的核式结构模型，A错误； 玻尔理论只是成功地解释了氢原子的发光现象，B错误；爱因斯坦成功地解释 了光电效应现象，C正确；麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，D错误。
第2讲 原子结构 氢原子光谱
必备知识·自主排查
【课程标准】 了解人类探索原子结构的历史。知道原子核式结构模型。通过对氢原子光谱 的分析，了解原子的能级结构。
【知识再现】 一、原子结构 1．电子的发现：_汤__姆__孙__研究阴极射线时用测定粒子比荷的方法发现了电子， 电子的发现证明了_原__子__是可分的。 2．原子的核式结构： (1)α粒子散射实验：1909～1911年，英籍物理学家_卢__瑟__福__和他的合作者进 行了用α粒子轰击金箔的实验并提出了原子的核式结构模型。
4．氢原子能级图(如图)： 能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态；相邻横线间的距离表示相邻 的_能__级__差，量子数越大，相邻的能级差_越__小__。
【小题快练】 1．判一判 (1)人们认识到原子具有复杂结构是从英国物理学家汤姆孙研究阴极射线发现 电子开始的。( ) (2)原子的核式结构学说是由汤姆孙提出来的。( ) (3)α粒子散射实验中，大部分粒子发生大角度的偏转。( )
(4)原子中绝大部分是空的，原子核很小。( ) (5)氢原子的光谱是由不连续的亮线组成的。( ) (6)玻尔理论成功地解释了氢光谱，也成功地解释了氦原子的光谱。( ) (7)氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁。( )
原子的核式结构模型-教学反思
原子的核式结构模型-教学反思第一篇：原子的核式结构模型-教学反思《原子的核式结构》教学反思根据学生的心理特点，将学习内容分为二学习个模块：模块一（电子的发现、汤姆生模型）、模块二（α粒子散射实验、卢瑟福的核式结构模型）,充分发挥学生的想象力和主动性,通过巧妙新颖的教学设计，创设一些具有感染力的教学情境，让学生扮演主角，最大限度地调动学生学习的热情，才能激活课堂气氛，培养学生的各种能力，尤其是创新能力。
在本节教学中，应用信息技术进行探究式学习,使堂课气氛始终非常活跃，由于教材教学内容被有效挖掘，教学设计独特、新颖，因此教学效果较为理想。
让学生经历“提出问题、猜测与假设、分析论证、交流与合作”的科学探究过程, 让科学思维方法的熏陶,以培养学生的创新思维能力。
不仅使学生理解掌握了科学探索常用的思维方法，而且激发了学生的创造热情和欲望，增强了他们的自信心。
物理学作为一门以实验为基础的学科，真正的实验具有客观真实性，对学生起直接的启发引导作用，媒体应用于物理学实验时，要考虑到计算机的辅助功能，突出它在常规教学无法达到理想效果时的特殊功效，模拟微观现象，使之变小为大、变快为慢、变复杂为简单，以帮助学生进行想象进而理解原子的核式结构。
能做的实验,千万不能用媒体来代替实验．同时要兼顾到，信息技术应用于物理实验教学时，不能仅仅停留在“仿真实验”，而要充分利用多媒体的特殊性，在实验思想上下功夫，突出实验的设计思想，为学生探究物理提供服务．成功的教学是一种创造，我深感物理课堂教学是一门博大精深的艺术，是无止境的。
作为一名物理教师，要培养学生的创新精神和实践能力，关键问题是要在物理教学中充分挖掘教材，要有创新意识，敢于突破传统教学模式的束缚，创造性地构建新颖的、符合学生身心发展的教学设计，始终把学生当作课堂教学的主体，充分让他们扮演主角，动手动脑。
只有这样，才能使我们培养的学生在未来日趋激烈的国际竞争中具有强大的竞争力，永远立于不败之地。
原子与原子核——知识介绍
原子和原子核 ——知识介绍一．原子结构（一）原子的核式结构人们认识原子有复杂结构是从1897年汤姆生发现电子开始的。
汤姆生通过研究对阴极射线的分析发现了电子，从而知道，电子是原子的组成部分，为了保持原子的电中性，除了带负电的电子外，还必须有等量的正电荷。
因此汤姆生提出了“葡萄干面包”模型：正电荷部分连续分布于整个原子，电子镶在其中。
1909年卢瑟福在α粒子散射实验中，以α粒子轰击重金属箔发现：大多数α粒子穿过薄膜后的散射角很小，但还有八千分之一的α粒子，散射角超过了900，有些甚至被弹回来，散射角几乎达到1800。
1911年卢瑟福提出了原子核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核称为原子核，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高速旋转。
从α粒子散射实验的数据可以估计出原子核的大小约为10-15——10-14米，原子半径大约为10-10米。
原子核式结构模型较好的解释了α粒子散射实验现象，也说明了汤姆生的“葡萄干面包”模型是错误的。
（二）玻尔的氢原子理论1．1．巴耳末公式1885年，瑞士物理学家巴耳末首先发现氢原子光谱中可见光区的四条谱线的波长，可用一经验公式来表示：)121(122n R -=λ n =3，4，5……式中λ为波长，R =×10 7米-1称为里德伯恒量，上式称为巴耳末公式。
2．2．里德伯公式1889年，里德伯发现氢原子光谱德所有谱线波长可用一个普通的经验公式表示出来：)11(122n m R -=λ式中n=m+1，m+2，m+3……，上式称为里德伯公式。
对于每一个m ，上式可构成一个光谱系： m=1，n=2，3，4……赖曼系（紫外区）m=2，n=3，4，5……巴尔末系（可见光区）m=3，n=4，5，6……帕邢系（红外区）m=4，n=5，6，7……布喇开系（远红外区）3．3．玻尔的氢原子理论卢瑟福的原子核式结构模型能成功地解释α粒子散射实验，但无法解释原子的稳定性和原子光谱是明线光谱等问题。
高中物理《原子结构》知识梳理
用心 爱心 专心 1 高中物理《原子结构》知识梳理【电子的发现】1897年汤姆生发现电子，提出原子的枣糕模型，揭开了研究原子结构的序幕。
【原子的核式结构模型】1．1909年起英国物理学家卢瑟福做了α粒子轰击金箔的实验，即α粒子散射实验2．卢瑟福在1911年提出原子的核式结构学说【氢原子的光谱】1．光谱的种类：发射光谱：物质发光直接产生的光谱。
炽热的固体、液体及高温高压气体发光产生连续光谱；稀薄气体发光产生线状谱，不同元素的线状谱线不同，又称特征谱线。
吸收光谱：连续谱线中某些频率的光被稀薄气体吸收后产生的光谱，元素能发射出何种频率的光，就相应能吸收何种频率的光，因此吸收光谱也可作元素的特征谱线。
2．氢原子的光谱是线状的（这些亮线称为原子的特征谱线），即辐射波长是分立的。
3．基尔霍夫开创了光谱分析的方法：利用元素的特征谱线（线状谱或吸收光谱）鉴别物质的分析方法。
【波尔的原子模型】1．卢瑟福的原子核式结构学说跟经典的电磁理论发生矛盾2．玻尔理论的假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫做定态。
氢原子的各个定态的能量值，叫做它的能级。
原子处于最低能级时电子在离核最近的轨道上运动，这种定态叫做基态．．；原子处于较高能级时电子在离核较远的轨道上运动的这些定态叫做激发态。
原子从一种定态（设能量为E n ）跃迁到另一种定态（设能量为E m ）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即末初E E h -=γ 原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。
3．玻尔计算公式：r n =n 2 r 1 , E n = E1/n 2 (n=1,2,3¼¼)r 1 =0.53´10-10m , E 1 = -13.6eV ,4．玻尔模型的成功之处在于它引入了量子概念（提出了能级和跃迁的概念，能解释气体导电时发光的机理、氢原子的线状谱），局限之处在于它过多地保留了经典理论（经典粒子、轨道等），无法解释复杂原子的光谱。
(完整版)原子结构知识点汇总
一、阴极射线电子的发现1.科学家用真空度很高的真空管做放电实验时，发现真空管阴极发射出的一种射线，叫做阴极射线．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．电子的发现汤姆孙让阴极射线分别通过电场或磁场，根据偏转情况，证明了它的本质是带负电的粒子流并求出了其比荷．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 e＝9.1×10－31 kg.二、粒子散射实验和原子核结构模型⑴粒子散射实验：1909年，卢瑟福及助手盖革和马斯顿完成的.①装置：如右图。
②现象：a. 绝大多数粒子穿过金箔后，仍沿原来方向运动，不发生偏转。
b. 有少数粒子发生较大角度的偏转c.有极少数粒子的偏转角超过了90°，有的几乎达到180°，即被反向弹回。
⑵原子的核式结构模型：1911年，卢瑟福通过对粒子散射实验的分析计算提出原子核式结构模型：在原子中心存在一个很小的核，称为原子核，原子核集中了原子所有正电荷和几乎全部的质量，带负电荷的电子在核外空间绕核旋转。
原子核半径约为10-15m，原子轨道半径约为10-10 m。
三、光谱和光谱分析1．光谱的定义：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录．2．特征谱线：各种原子的发射光谱都是线状谱，说明原子只发出几种特定频率的光，不同原子的亮线位置不同，说明不同原子的发光频率不一样，光谱中的亮线称为原子的特征谱线．3．应用：利用原子的特征谱线，可鉴别物质和确定物质的组成成分，该方法称为光谱分析。
4.光谱分析：一种元素，在高温下发出一些特点波长的光，在低温下，也吸收这些波长的光，所以把明线光波中的亮线和吸收光谱中的暗线都称为该种元素的特征谱线，用来进行光谱分析。
(1)优点：灵敏度高，分析物质的最低量达10－10 g.(2)应用：a.发现新元素；b.鉴别物体的物质成分．(3)用于光谱分析的光谱：线状光谱和吸收光谱5.氢原子光谱的实验规律（1）氢原子光谱的特点：在氢原子光谱图中的可见光区内，由右向左，相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性．（2）巴耳末公式①巴耳末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了下面的公式：1λ＝R(122－1n2)(n＝3,4,5，…)，该公式称为巴耳末公式．式中R叫做里德伯常量，实验值为R＝1.10×107 m－1.②巴耳末公式说明氢原子光谱的波长只能取分立值，不能取连续值．巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立特征．比较光谱概念产生条件光谱形式及应用线状光谱光谱是一条条的亮线．稀薄气体发光形成的光谱一些不连续的明线组成，不同元素的明线光谱不同(又叫特征光谱)，可用于光谱分析连续光谱光谱是连在一起的光带．炽热的固体、液体和高压气体发光形成的连续分布，一切波长的光都有吸收光谱光谱中有一条一条的暗线炽热的白光通过温度较白光低的气体后，再色散形成的用分光镜观察时，见到连续光谱背景上出现一些暗线(与特征谱线相对应)，可用于光谱分析第十八章《原子结构》知识点汇总四、玻尔的原子模型1．轨道量子化(1)原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动．(2)电子运行轨道的半径不是任意的，也就是说电子的轨道是量子化的(3)电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射．2．定态(1)当电子在不同轨道上运动时，原子处于不同的状态，原子在不同的状态中具有不同的能量，即原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫做能级．(2)原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为定态．(3)基态：原子能量最低的状态称为基态，对应的电子在离核最近的轨道上运动，氢原子基态能量E1＝－13.6 eV.(4)激发态：较高的能量状态称为激发态，对应的电子在离核较远的轨道上运动．3．频率条件与跃迁当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为E m)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为E n，m＞n)时，会放出能量为hν的光子，该光子的能量hν＝E m－E n，该式称为频率条件，又称辐射条件．(1)能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态——定态．(2)横线左端的数字“1,2,3，…”表示量子数，右端的数字“－13.6，－3.4，…”表示氢原子的能级．(3)相邻横线间的距离，表示相邻的能级差，量子数越大，相邻的能级差越小．(4)带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁条件为hν＝E m－E n. 注：（1）电子轨道半径越大，电子绕核运动的动能越小．(2)当电子的轨道半径增大时，库仑引力做负功，原子的电势能增大，反之，电势能减小．(3)电子的轨道半径增大时，说明原子吸收了光子，从能量较低的轨道跃迁到了能量较高的轨道上．即电子轨道半径越大，原子的能量越大．4．解释氢原子光谱的不连续性原子从高能级向低能级跃迁时放出的光子的能量等于前后两个能级之差，由于原子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线．5．解释不同原子具有不同的特征谱线不同的原子具有不同的结构，能级各不相同，因此辐射(或吸收)的光子频率也不相同．五、玻尔理论的局限性1．成功之处玻尔理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功解释了氢原子光谱的实验规律．2．局限性保留了经典粒子的观念，把电子的运动仍然看做经典力学描述下的轨道运动．3．电子云原子中的电子没有确定的坐标值，我们只能描述电子在某个位置出现概率的多少，把电子这种概率分布用疏密不同的点表示时，这图象就像云雾一样分布在原子核周围，故称电子云．六、对玻尔原子模型的理解1．氢原子的半径公式rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，r1＝0.53×10－10 m.2．氢原子的能级公式氢原子的能级公式：E n＝1n2E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，E1＝－13.6 eV.3．大量处于n激发态的氢原子向基态跃迁时，最多可辐射2)1(nn种不同频率的光，一个处于激发态的氢原子向基态跃迁时，最多可辐射(n－1)种频率的光子．。
原子物理知识点详细汇总
百度文库 - 让每个人平等地提升自我第一讲 原 子 物 理自1897年发现电子并确认电子是原子的组成粒子以后，物理学的中心问题就是探索原子内部的奥秘，经过众多科学家的努力，逐步弄清了原子结构及其运动变化的规律并建立了描述分子、原子等微观系统运动规律的理论体系——量子力学。
本章简单介绍一些关于原子和原子核的基本知识。
§ 原子1．1．1、原子的核式结构1897年，汤姆生通过对阴极射线的分析研究发现了电子，由此认识到原子也应该具有内部结构，而不是不可分的。
1909年，卢瑟福和他的同事以α粒子轰击重金属箔，即α粒子的散射实验，发现绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数发生偏转，并且有极少数偏转角超过了90°，有的甚至被弹回，偏转几乎达到180°。
1911年，卢瑟福为解释上述实验结果而提出了原子的核式结构学说，这个学说的内容是：在原子的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的空间里软核旋转，根据α粒子散射的实验数据可估计出原子核的大小应在10-14nm 以下。
1、1．2、氢原子的玻尔理论 1、核式结论模型的局限性通过实验建立起来的卢瑟福原子模型无疑是正确的，但它与经典论发生了严重的分歧。
电子与核运动会产生与轨道旋转频率相同的电磁辐射，运动不停，辐射不止，原子能量单调减少，轨道半径缩短，旋转频率加快。
由此可得两点结论：①电子最终将落入核内，这表明原子是一个不稳定的系统； ②电子落入核内辐射频率连续变化的电磁波。
原子是一个不稳定的系统显然与事实不符，实验所得原子光谱又为波长不连续分布的离散光谱。
如此尖锐的矛盾，揭示着原子的运动不服从经典理论所表述的规律。
为解释原子的稳定性和原子光谱的离经叛道的离散性，玻尔于1913年以氢原子为研究对象提出了他的原子理论，虽然这是一个过渡性的理论，但为建立近代量子理论迈出了意义重大的一步。
2021版高考物理大复习通用版：原子结构和原子核含答案
(2)原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。
二、氢原子光谱
1．光谱：
用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。
2．光谱分类
3．氢原子光谱的实验规
律：巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线，其波长公式
1
λ
＝R(
1
22
－1
n2
)，(n＝3,4,5，…，R是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1)。
4．光谱分
析：利用每种原子都有自己的特征谱线可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高。
在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义。
三、氢原子的能级、能级公式
1．玻尔理论。
广东实用教学课件新教材4.3：原子的核式结构模型
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。
新知讲解
二、原子的核式结构模型
2.原子的核式结构模型
粒子穿过原子时，电子对
粒子运动的影响很小，影响 粒子
运动的主要是带正电的原子核。
而绝大多数的 粒子穿过原子
时离核较远，受到的库仑斥力很小，
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。
新知讲解
一、电子的发现
发现电子以后，汤姆孙进一步研究又发现了许多新现象：
正离子的轰击
阴极射线
金属受热
热离子流
第一次较为精确测量出电子电荷量的是美国物理学家密立
根利用油滴实验测量出来的。
密立根实验更重要的发现是：电荷是量子化的，即任何带电体
的电荷只能是的整数倍。
电子的电荷量 = . × −
电子的质量 = . × −
3.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=
。
答案
解析 由平衡条件得 mg=q ,解得 q=
。
新知讲解
电子是原子的组成部分，由于电子是带负电的，而原子又是中性的，
因此推断出原子中还有带正电的物质，几乎占有原子的全部质量。
18.1-18.2电子的发现和原子的核式结构模型
三. 原子的核式结构的提出
2. 对α粒子散射实验现象解释
α粒子穿过原子时， 电子对α粒子运动的 影响很小，影响α粒 子运动的主要是带正 电的原子核。
而绝大多数的α粒子 穿过原子时离核较远， 受到的库仑斥力很小， 运动方向几乎没有改 变，只有极少数α粒 子可能与核十分接近， 受到较大的库仑斥力， 才会发生大角度的偏 转。
19世纪末物理学的重大发现
1895年伦琴发现x射线
1896年贝克勒耳发现了天然放射现象
1897年汤姆孙发现电子 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 粒子。
至此，神秘的微观世界向人类敞开了大门。
问题：
哪些物理现象说明了原子可以再分？
◆气体电离和光电效应等现象中，都可以从 物质中击出电子。分析可知，电子是原子的组 成部分。 ◆原子的内部结构到底是怎样的呢？
3、卢瑟福α粒子散射实验的结果（ C） 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
4、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（ BC ）
5．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 D．由于电子是均匀分布的，α粒子所受电子作 用的合力为零
问题：
1、汤姆孙的原子结构模型是怎样的？ 2、α粒子散射实验有哪些仪器？ 3、如果原子的结构确实如汤姆生所假设的 “枣糕模型”，用α粒子轰击原子应得到怎样 的结果？而实际结果又是怎样的？
汤姆生的原子模型
α衰变 例
β衰变
A Z
X
Y A4
Z 2
24He
U 238
92
23940Th
24He
A Z
X
Z
A1Y
10e
电荷数和质 量数都守恒
例
23940Th29314Pa 10e
01n11H 10e
γ衰变 γ射线是伴随α射线和β射线产生
5. 半衰期 放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要 的时间，叫做这种元素的半衰期
例 氡222衰变为钋218半衰期为3.8天 镭226衰变为氡222半衰期为1620年 铀238衰变为钍234半衰期为4.5× 109年
半衰期表示放射性元素衰变的快慢，其值 只由原子核本身因素决定，与原子所处的 物理或化学状态无关
6、放射性的应用与防护 <1>应用 A 利用它的射线 B 作为示踪原子 <2> 放射性污染和防护
答案：B
2．β 衰变中所放出的电子，来自[ ] A．原子核外内层电子 B．原子核内所含电子 C．原子核内中子衰变为质子放出的电子 D．原子核内质子衰变为中子放出的电子
答案：C
3．α 射线的本质是[
]
A．电子流 B．高速电子流
C．光子流 D．高速氦核流
答案：D
4．关于β 粒子的下面说法中正确的是[ ] A．它是从原子核放射出来的 B．它和电子有相同的性质 C．当它通过空气时电离作用很强 D．它能贯穿厚纸板
名称
实质
射出 电离 速度 能力
α射线 β射线
高速氦 核粒子 流
高速电 子流
0.1c 最强 0.99c 较强
γ射线 高能光 c 子流
高中物理【原子结构和原子核】知识点、规律总结
两类核衰变在磁场中的径迹 [素养必备]
静止核在磁场中自发衰变，其轨迹为两相切圆，α 衰变时两圆外切，β 衰变时两圆 内切，根据动量守恒 m1v1＝m2v2 和 r＝mqBv知，半径小的为新核，半径大的为 α 粒子或 β 粒子，其特点对比如下表：
α 衰变
AZX→AZ－－24Y＋42He
β 衰变
AZX→Z＋A1Y＋0－1e
特征
3．氢原子光谱的实验规律：巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝ R212－n12(n＝3，4，5，…，R 是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1)．
4．光谱分析：利用每种原子都有自己的_特__征__谱__线___可以用来鉴别物质和确定物质 的组成成分，且灵敏度很高．在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义．
(2)原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的_正__电__荷___和几乎 全部__质__量__都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转．
二、氢原子光谱 1．光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强 度分布的记录，即光谱． 2．光谱分类
连续
吸收
师生互动
1．α 衰变、β 衰变的比较
衰变类型
α 衰变
β 衰变
衰变方程
AZX→AZ－－24Y＋42He
AZX→Z＋A1Y＋－01e
2 个质子和 2 个中子结合成一个整体射 1 个中子转化为 1 个质子和 1 个电子
衰变实质 出
衰变规律
211H＋210n→42Βιβλιοθήκη e10n→11H＋－01e
电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒
五、核力和核能 1．核力 原子核内部，_核__子__间___所特有的相互作用力． 2．核能 (1)核子在结合成原子核时出现质量亏损 Δm，其对应的能量 ΔE＝__Δ__m_c_2___． (2)原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加 Δm，吸收的能量为 ΔE ＝__Δ_m__c_2___．
18-1电子的发现
求比荷的两 法一、若撤去磁场,带电粒子由P 点偏离到P ，P 到P 竖直距离为y,屏 方法 幕到金属板 D 、D 右端的距离为D，你能算出阴极射线的比荷吗？
1 2 2 1 1 2
P3 D1
K A B
P1 D2
y
P2
L 萤 幕
D
m e
v0
y
L m e
θ
D
萤 幕
v0
y1 y2
y
tan
二. α粒子散射实验
粒子散射实验
1、绝大多数α 粒子穿过金箔后仍沿
原来方向前进． 2、少数α 粒子发生了较大的偏转． 3、极少数α粒子的偏转超过90°． 4、有的甚至几乎达到180 °．
二. α粒子散射实验 3.实验分析 卢瑟福对于上述实验的结果感到十分惊奇， 他说：“这是我一生中从未有的最难以臵信 的事，它好比你对一张纸发射炮弹，结果被 发弹回来而打到自己身上。。。。。”
粒子是做不到的 但波可以!
二、电子的发现
1、认识实验装臵的作用，分析阴极射线的运动情况。
汤姆孙的气体放电管的示意图
D1
p3 p1
k
p2 实验装臵 （1）K、A部分产生阴极射线 （2）A、B只让水平运动的阴极射线通过 （3）D1、D2之间加电场或磁场检测阴极射线是否带电和 带电性质 （4）荧光屏显示阴极射线到达的位臵，对阴极射线的偏 转做定量的测定
18-1 电子的发现
阴极射线
在19世纪末年，物理学的三项重大的实验发现：X 射线、放射性和电子。电子的发现使人们认识到自 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。
一、探索阴极射线
原子的核式结构模型(高中物理教学课件)完整版
二.原子的核式结构模型
1.枣糕模型：J.J.汤姆孙本人于1898 年提出了一种 模型。他认为，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 形象地把他的这个模型称为“西瓜模型”或“枣 糕模型”。
中发射出来的快速运动的粒子，质量为氢原子质量的4倍、 电子质量的7300倍。统计散射到各个方向的α粒子所占的 比例，可以推知原子中电荷的分布情况。除了金箔，当 时的实验还用了其他重金属箔，例如铂箔。现在我们知 道α粒子就是氦原子核。
二.原子的核式结构模型
3.实验现象： ①绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的 方向前进 ②少数粒子（约占1/8000）发生了大角度偏转 ③极少数偏转的角度甚至大于90度，甚至反弹
mv
B
qB
联立求得比荷：q m
E B2R
一.电子的发现
4.电子的发现：1897年，J.J.汤姆孙发现电子
1897年，J.J.汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断 定，它的本质是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷。
他进一步发现，用不同材料的阴极做实验，所得比荷的数值都 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。
03.原子的核式结构模型
这种从阴极发射出来的射线称为 阴极射线。
对这种射线本质的认识有两种观 点：一种观点认为，它是一种电 磁辐射；另一种观点认为，它是 带电微粒。
一.电子的发现
1.电子的发现：英国物理学家J. J. 汤姆孙认为阴 极射线是带电粒子流。为了证实这一点，从1890 年起他和他的助手进行了一系列实验研究。于 1897年，发现电子。
第一二节 电子发现 原子核式结构
5．在α粒子散射实验中，当α粒子最接近原 ． 粒子散射实验中， 粒子散射实验中 粒子最接近原 子核时， 子核时，则 A．α粒子的动能最小． ． 粒子的动能最小 粒子的动能最小． B．α粒子的电势能最小． ． 粒子的电势能最小． 粒子的电势能最小 C． α粒子和原子核组成的系统的能量最 ． 粒子和原子核组成的系统的能量最 小． D．α粒子的电势能最大． ． 粒子的电势能最大 粒子的电势能最大．
9 4
原子核？ 原子核？
原子核由 质子中子 组成。 组成。
N 发现质子
Be 发现中子
达标练习
1．α粒子散射实验的结果是 ． 粒子散射实验的结果是 A． 全部 粒子穿过金箔后按原方向运动． ． 全部α粒子穿过金箔后按原方向运动 粒子穿过金箔后按原方向运动． B． 绝大多数 粒子穿过金箔后按原方向 运动， ． 绝大多数α粒子穿过金箔后按原方向 运动， 少数发生很大偏转， 少数发生很大偏转，甚至有的被弹回 C． 绝大多数 粒子穿过金箔后发生很大的偏转， ． 绝大多数α粒子穿过金箔后发生很大的偏转 粒子穿过金箔后发生很大的偏转， 甚至被反弹，只有少数按原方向运动． 甚至被反弹，只有少数按原方向运动． D．全部发生很大的偏转 ．
1897汤姆生发现电子 汤姆生发现电子——枣糕式模型 汤姆生发现电子 枣糕式模型 α粒子散射实验①装置②预言③实验现象④现象分析 粒子散射实验①装置②预言③实验现象④ 粒子散射实验
卢瑟福核式结构模型
14 1919卢瑟福用 粒子轰击 卢瑟福用α粒子轰击 卢瑟福用 7
1932查德威克 粒子轰击 查德威克α粒子轰击 查德威克
汤姆生
二、汤姆生提出了枣糕式原子模型
三、卢瑟福α粒子散射实验 卢瑟福 粒子散射实验
① 装 置
原子的核式结构模型
b
总功等于零
D ．加速度先变小，后变大
a
课后作业Biblioteka 1．完成教科书本节课后的问题与练习1-5题。 2．卢瑟福的核式结构模型正确地指出了原子核 的存在，很好地解释了a粒子散射实验。请同学们查 阅资料思考一下，为什么用经典物理学无法解释原子 的稳定性。
＝2.7×10－14 m。
课堂练习
如图所示，根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的 核式结构模型。图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线， 实线表示一个α粒子的运动轨迹。在α粒子从a运动到b、再运
动到c的过程中，下列说法中正确的是 （ C ）
A ．动能先增大，后减小
c
B ．电势能先减小，后增大
C ．电场力先做负功，后做正功，
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。
二、α粒子散射实验
4.实验现象
原因分析
结论
（1）绝大多数α粒子穿过金箔 后基本上沿原来的方向前进
绝大多数α粒子穿过金箔时没 有受到很大的力的作用。
原子内存在空大 的空的区域
（2）少数α粒子（约占 八千分之一） 发生了大 角度偏转
电子
卢瑟福
二、α粒子散射实验
1.实验原理
原子的结构非常紧密，要认识原子的结构，需要用高能
粒子轰击原子。因为α粒子具有足够的能量，可以接近原子
中心。而且α粒子还可以使荧光物质发光。如果α粒子与其他 粒子发生相互作用，改变了运动方向，被散射的 α粒子打在 荧光屏上会有微弱的闪光。统计散射到各个方向的α粒子所占 的比例，就可以推知原子中电荷的分布情况。
荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上 D．相同条件下，换用原子序数越小的物质做实验，沿同一偏
基础课36 原子结构 氢原子光谱
考点一
考点二
-16-
思维点拨 (1)如何求不同能级的能量?
(2)光子使氢原子发生跃迁与电子使氢原子发生跃迁有什么不同? 提示 (1)用公式 En=������������21求。 (2)吸收的光子能量只能是两能级之差;由于电子的动能可全部或
部分被原子吸收,所以只要电子的能量大于或等于两能级的能量差
基础课36 原子结构 氢原子光谱
知识点一
知识点二
知识点三
考点三
-2-
原子结构 1.电子的发现 英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了 电子 原子的“枣糕模型”。
,提出了
知识点一
知识点二
知识点三
2.原子的核式结构 (1)1909—1911年,英籍物理学家 实验,提出了核式结构模型。
卢瑟福
考点三
-3-
= m-1,
n为量子数。
4.光谱分析:利用每种原子都有自己的 线状 谱线,可以用来鉴
别物质和确定物质的组成成分,且灵敏度很高,在发现和鉴别化学
元素上有着重大的意义。
知识点一
知识点二
知识点三
考点三
-6-
氢原子的能级公式、能级图
1.定态:原子只能处于一系列 不连续 的能量状态中,在这些
能量状态中原子是 稳定 的,电子虽然绕核运动,但并不向外辐
-9-
考点一
考点二
2.原子的核式结构模型 (1)α粒子散射实验结果分析 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绝大多数α粒子沿直线穿过金箔,说明原子中绝大部分是空的; 少数α粒子发生较大角度偏转,反映了原子内部集中存在着对α粒子 有斥力的正电荷;极少数α粒子甚至被“撞了回来”,反映了个别α粒 子正对着质量比α粒子大得多的物体运动时,受到该物体很大的斥 力作用。 (2)核式结构模型的局限性 卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释α粒子散射实验现 象,但不能解释原子光谱是特征光谱和原子的稳定性。
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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
－ － － －
加速后，进入两块间距为d，电压为U的平行金属板间，若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，求：金属板AB的长度。
7.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
8.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
9. α粒子散射实验中，使α粒子散射的原因是（）
A.α粒子与原子核外电子碰撞
B.α粒子与原子核发生接触碰撞
C.α粒子发生明显衍射
D.α粒子与原子核的库仑斥力作用
10.关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（）
A．只有极少数α粒子发生了大角度散射
B．α粒子散射实验的结果说明了带正电的物质只占整个原子的很小空间
C．α粒子在靠近金原子核的过程中电势能减小
D．α粒子散射实验的结果否定了汤姆生给出的原子“枣糕模型”
11.下列关于原子核结构的说法正确的是（）
A．电子的发现说明了原子核内部还有复杂的结构
B．α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构
C．α粒子散射实验中绝大多数α粒子发生了大角度偏转
D．α粒子散射实验中有的α粒子生了大角度偏转的原因是α粒子与原子核发生碰撞所致12.在α粒子散射实验中，并没有考虑电子对粒子偏转角度的影响，这是因为（）A．电子体积很小，以致α粒子碰不到它
B．电子质量远比比α粒子小，所以它对α粒子运动到影响极其微小
C．α粒子使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
13.如图所示，为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，关于观察到的现
象，下述说法中正确的是（）
A．相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多。
B．相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A 位置时稍少些。
C．放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少。
D．放在C、D位置时屏上观察不到闪光。
14.在α粒子散射实验中，当α粒子最接近金原子核时，α粒子的（）
A．动能最小B．电势能最小
C．α粒子与金原子核组成的系统能量最小
D．所受金原子核的斥力最大
─0.6
15.如图所示，在α粒子散射实验中，α粒子穿过某一金属原子核附近的示意图，A、B、C 分别位于两个等势面上，则以下说法中正确的是（）
A．α粒子在A处的速度比B处的速度小
B．α粒子在B处的动能最大，电势能最小
C．α粒子在A、C两处的速度大小相等
D．α粒子在B处的速度比在C处的速度要小
学后反思：。