2.2 原子的核式结构模型(精品)
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人教版高中物理 选择性 必修第三册：原子的核式结构模型【精品课件】
向下,开始一段轨迹符合曲线运动条件,当接近Q点,则合力与速度方向不在
运动轨迹的两侧,因此不可能在①区域,所以原子核一定在②区域,故A、C、
D错误,B正确。
变式训练2(2020北京昌平区二模)卢瑟福指导他的助手进行的α粒子散射
实验所用仪器的示意图如图所示。放射源发射的α粒子打在金箔上,通过
显微镜观察散射的α粒子。实验发现,绝大多数α粒子穿过金箔后,基本上仍
(3)利用磁场,得出阴极射线的比荷。
(4)提出假想,认为阴极射线粒子电荷量大小与氢离子一样,质量比氢离子
小得多。
(5)实验验证假想,提出电子概念。
(6)探究更多现象,得出结论:电子是原子的组成部分。
实例引导
例1 在再现汤姆孙测阴极射线荷质比的实验中,采用了如图所示的阴极射
线管,从C出来的阴极射线经过A、B间的电场加速后,水平射入长度为L的
知识归纳
1.关于α粒子散射实验的相关问题
4
(
(1)α粒子的实质:α粒子 2 He) 是从放射性物质中发射出来的快速运动的
粒子,实质是失去两个电子的氦原子核,带有两个单位的正电荷,质量约为
氢原子质量的4倍、电子质量的7 300倍。
(2)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。
②金箔:特点是金原子的质量大,且易延展成很薄的箔,α粒子易穿过。
③显微镜:能绕金箔在水平面内转动。
④荧光屏:荧光屏装在显微镜上。
⑤整个实验过程在真空中进行。
(3)实验过程:α粒子经过一条细通道,形成一束射线,打在很薄的金箔上,由
于金原子中的带电粒子对α粒子有库仑力的作用,一些α粒子会改变原来的
运动方向。带有荧光屏的显微镜可以沿图中虚线转动,以统计向不同方向
原子的核式结构模型课件
原子复杂结构的发现过程
都从物体中击出电子来 原子 (中性) 电子(一) 正电荷? 设想?
汤姆生原子模型
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。
子散射实验 卢瑟福 著名的 粒子散射实验
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。
”
带负电的电子在核外空间绕 着核旋转．
原子的全部正电荷和几乎全 部质量都集中在原子核里．
在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核．
202X
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18.2《原子的核式 结构模型》
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，请言简意赅地阐述您的观点。
❖ 1、知识与技能 ❖ （1）了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据； ❖ （2）知道粒子散射实验的实验方法和实验现象，及原子核式结
构模型的主要内容。 ❖ 2、过程与方法 ❖ （1）通过对粒子散射实验结果的讨论与交流，培养学生对现象
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。
1
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 .
高中物理第二章原子结构2.2原子的核式结构模型省公开课一等奖新名师优质课获奖PPT课件
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3.试验意义: 卢瑟福经过α粒子散射试验,否定了汤姆孙原子模型, 建立了_核__式__结__构__模型。
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【想一想】卢瑟福为何选取α粒子和金箔作为散射试 验“炮弹”和“靶子”? 提醒:(1)一些放射性物质释放α粒子含有很大动能。 (2)金箔和铝箔相比,金原子序数大,α粒子与金原子核间 库仑力大,发生偏转显著。 (3)金延展性比铝好,轻易做成极薄金箔。
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【归纳总结】
1.α粒子受力特点:
α粒子与原子核间作用力是库仑斥力,大小:F=
Qq k r2
(1)式中Q为原子核电荷量,q为α粒子所带电量,r为
α粒子与原子核间距离。
(2)α粒子离原子核越近,库仑力越大,运动加速度越大;
反之,则越小。方向:α粒子受力沿原子核与α粒子
连线,由原子核指向α粒子。 42/65
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四、原子核式结构模型与经典电磁理论相矛盾 卢瑟福原子核式结构模型能很好地解释___α__粒__子__散 _射__试__验__,但不能解释原子光谱是__线__状___和__原__子__稳___ _定__性__。
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【想一想】卢瑟福原子模型是怎样解释α粒子散射试 验结果? 提醒:α粒子穿过原子时,假如离核较远,受到库仑斥力就 很小,运动方向也改变很小,只有当α粒子十分靠近核时, 才受到很大库仑斥力,发生大角度偏转,因为核很小,α粒 子十分靠近机会很小,所以绝大多数α粒子基本上仍沿 原方向前进,只有极少数发生大角度偏转。
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2.(·安徽高考)图示是α粒子(氦原子核)被重金属原
子核散射运动轨迹,M、N、P、Q是轨迹上四点,在散射
过程中能够认为重金属原子核静止不动。图中所标出
α粒子在各点处加速度方向正确是
3.试验意义: 卢瑟福经过α粒子散射试验,否定了汤姆孙原子模型, 建立了_核__式__结__构__模型。
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【想一想】卢瑟福为何选取α粒子和金箔作为散射试 验“炮弹”和“靶子”? 提醒:(1)一些放射性物质释放α粒子含有很大动能。 (2)金箔和铝箔相比,金原子序数大,α粒子与金原子核间 库仑力大,发生偏转显著。 (3)金延展性比铝好,轻易做成极薄金箔。
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【归纳总结】
1.α粒子受力特点:
α粒子与原子核间作用力是库仑斥力,大小:F=
Qq k r2
(1)式中Q为原子核电荷量,q为α粒子所带电量,r为
α粒子与原子核间距离。
(2)α粒子离原子核越近,库仑力越大,运动加速度越大;
反之,则越小。方向:α粒子受力沿原子核与α粒子
连线,由原子核指向α粒子。 42/65
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四、原子核式结构模型与经典电磁理论相矛盾 卢瑟福原子核式结构模型能很好地解释___α__粒__子__散 _射__试__验__,但不能解释原子光谱是__线__状___和__原__子__稳___ _定__性__。
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【想一想】卢瑟福原子模型是怎样解释α粒子散射试 验结果? 提醒:α粒子穿过原子时,假如离核较远,受到库仑斥力就 很小,运动方向也改变很小,只有当α粒子十分靠近核时, 才受到很大库仑斥力,发生大角度偏转,因为核很小,α粒 子十分靠近机会很小,所以绝大多数α粒子基本上仍沿 原方向前进,只有极少数发生大角度偏转。
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2.(·安徽高考)图示是α粒子(氦原子核)被重金属原
子核散射运动轨迹,M、N、P、Q是轨迹上四点,在散射
过程中能够认为重金属原子核静止不动。图中所标出
α粒子在各点处加速度方向正确是
原子的核式结构模型(课件)
二. α粒子散射实验 1.实验装置 1.实验装置
放射源——放射性 放射源——放射性 元素钋（Po）放出α 元素钋（Po）放出α 粒子， 粒子，α粒子 是 氦核， 2e正电荷 正电荷， 氦核，带2e正电荷， 质量是氢原子的4 质量是氢原子的4倍， 具有较大的动能。 具有较大的动能。 金箔——作为靶子 作为靶子， 金箔——作为靶子， 厚度1µm, 厚度1µm, 重叠了 3000层左右的 3000层左右的 金原 子。 荧光屏——α 荧光屏——α粒子打 在上面发出闪光。 在上面发出闪光。 显微镜——通过显 显微镜——通过显 微镜观察闪光， 微镜观察闪光，且 360° 可360°转动观察不 同角度α 同角度α粒子的到达 情况。
【但是】人们很快意识到卢瑟夫的有核模型同 但是】人们很快意识到卢瑟夫的有核模型同
经典力学有很大的矛盾: 经典力学有很大的矛盾 (1) 按照经典力学，核外电子绕核运转，应辐射电 按照经典力学，核外电子绕核运转， 磁波，因此电子会丧失能量逐渐落向原子核， 磁波，因此电子会丧失能量逐渐落向原子核，因此 原子不稳定。 原子不稳定。 实际上原子很稳定 (2) 按经典力学，电子绕核运转，应辐射连续的 按经典力学，电子绕核运转， 电磁波， 原子光谱是连续的。 电磁波，因此 原子光谱是连续的。
二. α粒子散射实验 3.实验分析 3.实验分析
卢瑟福根据他的导师汤姆生模型计算的结果： 卢瑟福根据他的导师汤姆生模型计算的结果： 根据他的导师汤姆生模型计算的结果 电子质量很小， 粒子的运动方向不会发生明显影响； 电子质量很小，对α粒子的运动方向不会发生明显影响； 由于正电荷均匀分布， 粒子所受库仑力也很小， 由于正电荷均匀分布，α粒子所受库仑力也很小，散射角 不超过零点几度，发生大角度偏转的几率几乎是零． 不超过零点几度，发生大角度偏转的几率几乎是零．
原子的核式结构模型25张PPT
动画：α粒子散射
课堂小结
实验中发现极少数α粒子发生了大角度偏转，甚至反 弹回来，表明这些ɑ粒子在原子中某个地方受到了质量、 电量均比它本身大得多的物体的作用，可见：
1.原子中的正电荷、质量应都集中在一个中心上。 绝大多数α粒子不偏移→原子内部绝大部分是“空” 的。 2.少数α粒子发生较大偏转→原子内部有“核”存在。 3.极少数α粒子被弹回 表明：作用力很大；质量很大；电量集中。
教材习题解答
1、答：反射源:α粒子 金箔：被α粒子轰出的物质。 带有荧光屏的放大镜。整个装置置于真空中α
粒子打在银光屏上有微弱的光，由于放大镜能够 围绕金箔在一个圆周内运动，因此可以通过它观 察到穿过金箔后偏转角度不同的α粒子。
观察到的现象是:绝大多数α粒子穿过金箔后基 本上沿着原来方向前进，少数α粒子发生了大角 度偏转，偏转超过了90度，极少数像是被弹了回 来去。
原子
原 子核
电子
中子
质子
核外电子数
+ = 质量数A
中子数
质子数Z
原子序数 核电核数
高考链接
1、根据卢瑟福的原子核式结构模型，下列说 法正确的是（ D）
A.原子中的正电荷均匀分布在整个原子范围 内
B.原子中的质量均匀分布在整个原子范围内 C.原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原 子范围内 D.原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在很 小的区域范围内
本节导航 一、 α粒子散射实验 二、原子核的电荷与尺度
一、α粒子散射实验
原子正负电荷分布的研究 汤姆生的原子模型
被a粒子散射实验否定 卢瑟福提出新的假设（核式结构模型）
数学推理 与实验事实的对照
卢瑟福（Lusefu）， 在他66年的生涯中，他阐 述了放射性衰变的理论， 鉴定出α粒子（氦核24He）、 β粒子（电子流-10e）和γ 射线（光子），发现了原 子核，第一次用人工的方 法将一种元素转变为另一 种元素。直接培养了11名 诺贝尔奖获得者。
原子的核式结构模型
第二节
原子的核式结构模型
复习回顾：
1、汤姆孙通过对阴极射线的研究认为阴极射 线的本质是电子流。 2、汤姆生发现电子，并测出电子的比荷。 3、重大意义：电子的发现意味着原子内部有 结构，可进一步分割。
过渡: 既然发现了电子，而原子是中性的，那么 原子中一定还含有带正电的部分，对于原 子中正负电荷如何分布的问题，科学家们 提出了许多模型。
3.质量很小的带负电的电子在核外很空旷的 空间绕着核做圆周运动．（库仑力充当向心 力）
三、原子的尺度和核电荷数 （1）原子和原子核的大小
10
10
m
原子
内部是十分“空旷”
原子核 半径
10
15
m
如果原子核是露珠，那么原子就是体育场
（2）原子核的电荷数（核电荷数）
A Z
X
X-元素符号 Z-核电荷数（质子数） A-核质量数（质子数加中子数）
3、α粒子被金核散射时，如图所示的运动轨迹哪 些是不可能存在的（ ABC）
谢谢大家
引入：汤姆生的原子的枣糕状模型 投影仪展示。 枣糕模型的一个பைடு நூலகம்心观念就是正电 荷均匀分布，电子像枣一样镶嵌在里面。
正电荷 电子
一、 α粒子散射实验
1、介绍α粒子散射实验装置构造和实验原理
α粒子是什么？为什么用金箔？ 金箔大概有几千个金原子的厚度
2、α粒子散射实验现象
⑴绝大多数 α 粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进， ⑵少数 α 粒子发生了较大的偏转，甚至超过了90°， ⑶极少数 α 粒子的偏转，有的甚至几乎达到180°。
西瓜模型或枣糕模型能否解释这种现象？
根据汤姆孙模型计算的结果：电子质量很小，对 α 粒子的 运动方向不会发生明显影响；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。
原子的核式结构模型
复习回顾：
1、汤姆孙通过对阴极射线的研究认为阴极射 线的本质是电子流。 2、汤姆生发现电子，并测出电子的比荷。 3、重大意义：电子的发现意味着原子内部有 结构，可进一步分割。
过渡: 既然发现了电子，而原子是中性的，那么 原子中一定还含有带正电的部分，对于原 子中正负电荷如何分布的问题，科学家们 提出了许多模型。
3.质量很小的带负电的电子在核外很空旷的 空间绕着核做圆周运动．（库仑力充当向心 力）
三、原子的尺度和核电荷数 （1）原子和原子核的大小
10
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原子
内部是十分“空旷”
原子核 半径
10
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如果原子核是露珠，那么原子就是体育场
（2）原子核的电荷数（核电荷数）
A Z
X
X-元素符号 Z-核电荷数（质子数） A-核质量数（质子数加中子数）
3、α粒子被金核散射时，如图所示的运动轨迹哪 些是不可能存在的（ ABC）
谢谢大家
引入：汤姆生的原子的枣糕状模型 投影仪展示。 枣糕模型的一个பைடு நூலகம்心观念就是正电 荷均匀分布，电子像枣一样镶嵌在里面。
正电荷 电子
一、 α粒子散射实验
1、介绍α粒子散射实验装置构造和实验原理
α粒子是什么？为什么用金箔？ 金箔大概有几千个金原子的厚度
2、α粒子散射实验现象
⑴绝大多数 α 粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进， ⑵少数 α 粒子发生了较大的偏转，甚至超过了90°， ⑶极少数 α 粒子的偏转，有的甚至几乎达到180°。
西瓜模型或枣糕模型能否解释这种现象？
根据汤姆孙模型计算的结果：电子质量很小，对 α 粒子的 运动方向不会发生明显影响；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。
教科版必修(3-5)2.2《原子的核式结构模型》word教案
指出：研究原子内部结构要用到的方法：黑箱法、微观粒子碰撞方法。
（2） 粒子散射实验装置
粒子散射实验的装置，主要由放射源、金箔、荧光屏、望远镜和转动圆盘几部分组成。 粒子散射实验在课堂上无法直接演示，希望借助多媒体系统，利用动画向学生模拟实验的装置、过程和现象，使学生获得直观的切身体验，留下深刻的印象。通过多媒体重点指出，荧光屏和望远镜能够围绕金箔在一个圆周上运动，从而可以观察到穿透金箔后偏转角度不同的 粒子。并且要让学生了解，这种观察是非常艰苦细致的工作，所用的时间也是相当长的。动画展示 粒子散射实验装置动画展示实验中，通过显微镜观察到的现象。
①绝大多数 粒子不偏移→原子内部绝大部分是“空”的。
②少数 粒子发生较大偏转→原子内部有“核”存在。
③极少数 粒子被弹回 表明：作用力很大；质量很大；电量集中。
作业布置及疑难解答
2~分钟
回答学生本节课疑难问题
布置作业：课本P31 1-3
备课组成员签名
教
学
反
思
（3）实验的观察结果
明确：入射的 粒子分为三部分。大部分沿原来的方向前进，少数发生了较大偏转，极少数发生大角度偏转。
2、原子的核式结构的提出
三个问题：用汤姆生的葡萄干布丁模型能否解释 粒子大角度散射？请同学们根据以下三方面去考虑：
（1） 粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后造成的？
（2）按照葡萄干布丁模型， 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？
（3）你认为原子中的正电荷应如何分布，才有可能造成 粒子的大角度偏转？为什么？
小结：
对于问题1、2：按照葡萄干布丁模型，①碰撞前后，质量大的 粒子速度几乎不变。只可能是电子的速度发生大的改变，因此不可能出现反弹的现象，即使是非对心碰撞，也不会有大角散射。②对于 粒子在原子附近时由于原子呈中性，与 粒子之间没有或很小的库仑力的作用，正电荷在原子内部均匀的分布， 粒子穿过原子时，由于原子两侧正电荷将对它的斥力有相当大一部分互相抵消，使 粒子偏转的力不会很大所以 粒子大角度散射说明葡萄干布丁模型不符合原子结构的实际情况。
（2） 粒子散射实验装置
粒子散射实验的装置，主要由放射源、金箔、荧光屏、望远镜和转动圆盘几部分组成。 粒子散射实验在课堂上无法直接演示，希望借助多媒体系统，利用动画向学生模拟实验的装置、过程和现象，使学生获得直观的切身体验，留下深刻的印象。通过多媒体重点指出，荧光屏和望远镜能够围绕金箔在一个圆周上运动，从而可以观察到穿透金箔后偏转角度不同的 粒子。并且要让学生了解，这种观察是非常艰苦细致的工作，所用的时间也是相当长的。动画展示 粒子散射实验装置动画展示实验中，通过显微镜观察到的现象。
①绝大多数 粒子不偏移→原子内部绝大部分是“空”的。
②少数 粒子发生较大偏转→原子内部有“核”存在。
③极少数 粒子被弹回 表明：作用力很大；质量很大；电量集中。
作业布置及疑难解答
2~分钟
回答学生本节课疑难问题
布置作业：课本P31 1-3
备课组成员签名
教
学
反
思
（3）实验的观察结果
明确：入射的 粒子分为三部分。大部分沿原来的方向前进，少数发生了较大偏转，极少数发生大角度偏转。
2、原子的核式结构的提出
三个问题：用汤姆生的葡萄干布丁模型能否解释 粒子大角度散射？请同学们根据以下三方面去考虑：
（1） 粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后造成的？
（2）按照葡萄干布丁模型， 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？
（3）你认为原子中的正电荷应如何分布，才有可能造成 粒子的大角度偏转？为什么？
小结：
对于问题1、2：按照葡萄干布丁模型，①碰撞前后，质量大的 粒子速度几乎不变。只可能是电子的速度发生大的改变，因此不可能出现反弹的现象，即使是非对心碰撞，也不会有大角散射。②对于 粒子在原子附近时由于原子呈中性，与 粒子之间没有或很小的库仑力的作用，正电荷在原子内部均匀的分布， 粒子穿过原子时，由于原子两侧正电荷将对它的斥力有相当大一部分互相抵消，使 粒子偏转的力不会很大所以 粒子大角度散射说明葡萄干布丁模型不符合原子结构的实际情况。
2.2 原子的核式结构模型
核式结构模型（行星式模型）示意图
v 电子
F库
原子核
F向 F库
•卢瑟福原子的核式结构模型的建立过程
•
• •
模卢•α粒子散射实验
福 原
发
原
子
现
子
核
电
模
式
子
•枣糕型式
•行星式
实
分
构
验
析
造
现
推
模
象
理
型
实验过程
实验过程
实验过程
实验过程
实验现象及分析
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；
极少数α 粒子的偏转超过90°；
3、有的（个别）甚至几乎达到180°；
实验现象及分析
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置信的事，它好比你 对一张纸发射炮弹，结果被弹回来而打到自己身 上……”
1871年－1937年 英国著名物理学家
原子核物理学之父
研究方法：利用高能的粒子撞击原子 分析实验现象 认识原子的内部结构
1871年－1937年 英国著名物理学家
原子核物理学之父
一、α粒子散射实验
1909～1911年，卢瑟福、盖革和
马斯顿的α粒子散射实验。
α粒子：带两个单位正电荷，质量约是氢原子质
枣糕模型无法解释α粒子散射实验现象！
你认为原子中的正电荷和质量应如何分布？
1、绝大多数α 粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进； 说明原子中绝大部分是空的。
2、少数α 粒子发生了较大的偏转； 极少数α 粒子的偏转超过90°；
可见α粒子受到较大的库仑力作用。
原子的核式结构模型(高中物理教学课件)完整版
电子的发现是物理学史上的重要事Байду номын сангаас。人们由此认识 到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也有结构。
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。
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。
原子的核式结构模型(24张ppt)
汤姆生的原子模型
十九世纪末，汤姆生发现了电子，并知道电 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．那么这两种物质是怎样构成原子 的呢？
了汤 枣姆 糕生 模提 型出
汤姆生
汤姆生的原子模型
在汤姆生的原子 模型中，原子是一个 球体；正电核均匀分 布在整个球内，而电 子都象枣核那样镶嵌 在原子里面．
质子
中子 质子数
核子
电荷数
四.原子核的电荷与尺度
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10-10m、原子核半径 约是10-15m，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。
2.2 原子的核式结构模型
1897年，汤姆孙对阴极 射线研究，发现了电子， 说明原子是可再分，原 子是中性，可推断出原 子中还有带正电的物 质．那么这两种物质是 怎样构成原子的呢？
汤姆孙
19世纪末到20世纪的三十年代，对于电子、光 谱的深入研究以及放射性现象、中子、质子的 发现，引起物理观念的重大变革，创立了新的 理论，导致人们对原子和原子核认识的升华．
第一条现象说明，原子中绝大部分是空的 第二、三现象可看出，α 粒子受到较大的库仑力作用 第四条现象可看出，α粒子在原子中碰到了比他质量大的多 的东西
粒子散射实验
对α 粒子的运动方向不会发生明显影响；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．
原子的核式结构
人教物理教材《原子的核式结构模型》PPT(完整版)
1.阴极射线实际上是高速运动的电子流。 ( √ ) 提示:阴极射线带负电,实际上是高速运动的电子流。 2.电子的电荷量是J.J.汤姆孙首先精确测定的。 ( ✕ ) 提示:电子的电荷量是密立根首先精确测定的。 3.电子是原子的组成部分,电子电荷量可以取任意数值。 ( ✕ ) 4.α粒子大角度的偏转是电子造成的。 ( ✕ ) 提示:α粒子大角度的偏转是原子核造成的。 5.α粒子散射实验中大多数α粒子发生了大角度偏转或反弹。 ( ✕ ) 提示:α粒子散射实验中少数α粒子发生了大角度偏转或反弹。
(3)结论:阴极射线粒子带负电,其电荷量的大小与氢离子⑩ 大致相同 ,而质量比 氢离子 小得多 ,后来组成阴极射线的粒子被称为电子。
3.电子的电荷量及电荷量子化
(1)电子电荷量:电子电荷的精确测定是在1909~1913年间由 密立根 通过著名的 “ 油滴实验 ”做出的。目前公认的电子电荷e的值为e=1.602 176 634×10-19 C。 (2)电荷是 量子化 的,即任何带电体的电荷只能是e的 整数倍 。
第1讲 描述运动的基本概念
α粒子散射的实验装置示意图 (3)当α粒子打到金箔时,由于金原子中的带电粒子对α粒子有 库仑力 的作用, 一些α粒子的运动方向改变,也就是发生了α粒子的散射。 3.α粒子散射实验现象 (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α粒子发生了 大角度 的偏转。
第1讲 描述运动的基本概念
3 | 原子核的电荷与尺度
(1)各种元素的原子核的电荷数,即原子内的 电子数 。 (2)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 。 (3)对于一般的原子核,实验确定的核半径的数量级为10-15 m,而整个原子半径的数 量级是10-10 m,两者相差 十万 倍之多。可见原子内部是十分“ 空旷
(3)结论:阴极射线粒子带负电,其电荷量的大小与氢离子⑩ 大致相同 ,而质量比 氢离子 小得多 ,后来组成阴极射线的粒子被称为电子。
3.电子的电荷量及电荷量子化
(1)电子电荷量:电子电荷的精确测定是在1909~1913年间由 密立根 通过著名的 “ 油滴实验 ”做出的。目前公认的电子电荷e的值为e=1.602 176 634×10-19 C。 (2)电荷是 量子化 的,即任何带电体的电荷只能是e的 整数倍 。
第1讲 描述运动的基本概念
α粒子散射的实验装置示意图 (3)当α粒子打到金箔时,由于金原子中的带电粒子对α粒子有 库仑力 的作用, 一些α粒子的运动方向改变,也就是发生了α粒子的散射。 3.α粒子散射实验现象 (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α粒子发生了 大角度 的偏转。
第1讲 描述运动的基本概念
3 | 原子核的电荷与尺度
(1)各种元素的原子核的电荷数,即原子内的 电子数 。 (2)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 。 (3)对于一般的原子核,实验确定的核半径的数量级为10-15 m,而整个原子半径的数 量级是10-10 m,两者相差 十万 倍之多。可见原子内部是十分“ 空旷
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原子核的电荷
α粒子散射实验的应用
+Ze
原子核的电荷
Z
电荷数
电荷数
质子数
电子数
原子序数
思 考
1 、在 α 粒子散射实验中，为什么不用铁 板、纸张、铅箔，而是用“金箔”呢？ 实验中利用了金箔的哪些特性？ 金的延展性好，核电荷量大，核质 量大
第三章
2、α粒子散射实验的装置必须置于真空中吗？
课堂小结 知识与技能
过程与方法 一 原子的核式结构模型
对于微观的、看 情感 态度与价值观 不见摸不着的研究对 汤姆生的“枣糕模型” 不要迷信权威， 象，必须根据其外显 原子的核式结构模型 要立志于创新。要 的实验事实，进行深 原子的核电荷与尺度 敢于去探索发现、 刻的理论分析，才能 正确地建立和完善其 敢于去创造发明。 物理模型。
原子核半径数量级：10－15 m
问题门诊：
1、为什么不能用电子显微镜来观察原 子的结构？
电子显微镜得分辨率不够,一般非常好 的透射电子显微镜得分辨率也就(A)埃级,而 一般原子半径为几十个皮米,所以用电子显 微镜来观察不到原子的结构,只能观察到材 料的形貌结构。 用扫描隧道显微镜才可以直接观察到原 子。
汤姆生的原子模型
十九世纪末，汤姆生发现了电子，并知道电 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．那么这两种物质是怎样构成原子 的呢？
了汤 枣姆 糕生 模提 型出
汤姆生
汤姆生的原子模型
在汤姆生的原子 模型中，原子是一个 球体；正电核均匀分 布在整个球内，而电 子都象枣核那样镶嵌 在原子里面．
原子的核式结构
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．
卢瑟福提 出的原子 核式结构
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
原子半径数量级：10－10 m
这个模型不 久就被实验事 实否定了
正电荷 电子
粒子散射实验
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
卢 瑟 福
著名的
粒子散射实验
粒子散射实验
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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 °．
第一条现象说明，原子中绝大部分是空的 第二、三现象可看出，α 粒子受到较大的库仑力作用 第四条现象可看出，α粒子在原子中碰到了比他质量大的多 的东西
粒子散射实验
根据汤姆生模型计算的结果：电子质量很小， 对α 粒子的运动方向不会发生明显影响；由于正 电荷均匀分布，α 粒子所库仑力也很小，故α 粒子偏转角度不会很大．
质子
中子 质子数
核子
电荷数
四.原子核的电荷与尺度
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10-10m、原子核半径 约是10-15m，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。
作 业
请你收集必要的数据，估算 氢原子核密度的数量级。并与金 属材料、中子星、黑洞的密度进 行比较。
实验预测
①ɑ粒子在前进中会受到电子的影响吗？
②按照西瓜模型，在ɑ粒子散射实验中会观察到什么 现象？
原子核的组成
1919年，卢瑟福用粒子轰击氮核，得到了质子， 进而猜想原子核内存在不带电的中子，这一猜想被 他的学生查德威克用实验证实，并得到公认．
α粒子散射实验
练 习
1.下列说法中正确的是（ ） A. 卢瑟福提出的原子的核式结构学 说也具有一定的局限性 B.α 粒子散射实验揭示了原子的全 部正电荷都集中在原子核里 C. 汤姆生发现电子揭示了原子核内 部有复杂结构 D. 卢瑟福的 α 粒子散射实验揭示了 原子核有复杂结构
练 习
2、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
2.2 原子的核式结构模型
1897年，汤姆孙对阴极 射线研究，发现了电子， 说明原子是可再分，原 子是中性，可推断出原 子中还有带正电的物 质．那么这两种物质是 怎样构成原子的呢？
汤姆孙
19世纪末到20世纪的三十年代，对于电子、光 谱的深入研究以及放射性现象、中子、质子的 发现，引起物理观念的重大变革，创立了新的 理论，导致人们对原子和原子核认识的升华．
问题门诊：
2、粒子散射实验装置为什么要放 在真空中？ 3、散射实验用的是金箔、铂箔 等重金属箔，为什么不用轻金属 箔，如铝箔等？
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
原子半径数量级：10－10 m 原子核半径数量级：10－15 m