高中物理--原子的核式结构模型
高中物理原子的核式结构模型课后习题答案及解析
高中物理原子的核式结构模型课后习题答案及解析1．加在阴极射线管内两个电极之间的电压为4×103 V，如果电子离开阴极表面时的速度为0，试求电子到达阳极时的速度。
解析：电子在两个电极间加速电场中进行加速，由动能定理eU＝12mv2－0得v＝√2eum＝3.75×107m/s。
2．一个半径为1.6×10-4 cm的带负电的油滴，在电场强度为1.92 V/m、方向竖直向下的匀强电场中，如果油滴受到的库仑力恰好与重力平衡，问：这个油滴带有几个电子的电荷？已知油的密度为0.851×103 kg/m3。
解析：3．一种测定电子比荷的实验装置如图4.3-5所示。
真空玻璃管内阴极K发出的电子经阳极A与阴极K之间的高压加速后，形成一细束电子流，以平行于平板电容器极板的速度进入两极板C、D间的区域，若两极板C、D间无电压，电子将打在荧光屏上的O点，若在两极板间施加电压U ，则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的P 点；若再在极板间施加一个方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B 的匀强磁场，则电子在荧光屏上产生的光点又回到O 点。
已知极板的长度为5.00 cm ，C 、D 间的距离为1.50 cm ，极板区的中点M 到荧光屏中点O 的距离为12.50 cm ，电压U 为200 V ，磁感应强度B 为6.3×10-4 T ，P 点到O 点的距离y 为3.00 cm 。
试求电子的比荷。
4．卢瑟福提出的原子结构的模型是怎样的？他提出这种模型的AK C D M OP图 4.3-5依据是什么？解析：卢瑟福的原子核式结构模型是：在原子的中间有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中于原子核，带负电的电子在核外空间里绕核旋转．原子核式结构的依据是α粒子散射实验．α粒子穿过原子时，电子对它的运动影响很小，影响α粒子运动的主体是原子核．α粒子进入原子区域后，由于原子核很小，大部分α粒子离核较远，受到的库仑力很小，运动方向几乎不变．极少数α粒子距核较近，因此受到很强的库仑力，发生大角度散射．5．按照原子的核式结构模型的比例，假如原子核有绿豆那么大，那么整个原子有多大？解析：原子大小的数量级是10-10m,原子核大小的数量级是10-15m，两者相差10万倍。
【高中物理】高中物理-第十八章-2原子的核式结构模型教案-新人教版选修3-5
原子的核式结构模型（一）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α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。
（二）过程与方法1．通过对α粒子散射实验结果的讨论与交流，培养学生对现象的分析中归纳中得出结论的逻辑推理能力。
2．通过核式结构模型的建立，体会建立模型研究物理问题的方法，理解物理模型的演化及其在物理学发展过程中的作用。
3．了解研究微观现象。
（三）情感、态度与价值观1．通过对原子模型演变的历史的学习，感受科学家们细致、敏锐的科学态度和不畏权威、尊重事实、尊重科学的科学精神。
2．通过对原子结构的认识的不断深入，使学生认识到人类对微观世界的认识是不断扩大和加深的，领悟和感受科学研究方法的正确使用对科学发展的重要意义。
★教学重点1．引导学生小组自主思考讨论在于对α粒子散射实验的结果分析从而否定葡萄干布丁模型，得出原子的核式结构；2．在教学中渗透和让学生体会物理学研究方法，渗透三个物理学方法：模型方法，黑箱方法和微观粒子的碰撞方法；★教学难点引导学生小组自主思考讨论在于对ɑ粒子散射实验的结果分析从而否定葡萄干布丁模型，得出原子的核式结构★教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。
★教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备★课时安排1 课时★教学过程（一）引入新课讲述：汤姆生发现电子，根据原子呈电中性，提出了原子的葡萄干布丁模型。
学生活动：师生共同得出汤姆生的原子葡萄干布丁模型。
点评：用动画展示原子葡萄干布丁模型。
（二）进行新课1．α粒子散射实验原理、装置（1）α粒子散射实验原理：汤姆生提出的葡萄干布丁原子模型是否对呢？原子的结构非常紧密，用一般的方法是无法探测它的内部结构的，要认识原子的结构，需要用高速粒子对它进行轰击。
而α粒子具有足够的能量，可以接近原子中心。
它还可以使荧光屏物质发光。
如果α粒子与其他粒子发生相互作用，改变了运动方向，荧光屏就能够显示出它的方向变化。
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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
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
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
人教版高中物理选修3-5 18.1-2电子的发现 原子的核式结构模型教学课件共29张PPT
二。卢瑟福的原子核式结构
1、在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核． 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．
课堂巩固
1.α粒子散射实验中，卢瑟福用α粒子轰击金箔， 下列四个选项中哪一项属于实验得到的正确结果
（B）
A．α粒子穿过金箔时都不改变方向 B．少数α粒子穿过金箔时有较大的偏转 C．绝大多数α粒子穿过金箔时有较大的偏转 D．α粒子穿过金箔时都有较小的偏转
汤姆孙的原子模型
汤姆孙的原子模型: 原子是一个球体；正电核 均匀分布在整个球内，而 电子就像大枣镶嵌在蛋糕 里那样镶嵌在原子里面．
汤姆孙的“枣糕模型”对吗？
正电荷
电子 勒纳德用电子轰击金属膜
一。α粒子散射实验 1.实验装置
全部设备装在真空中。
卢瑟福
2.实验步骤
（1）α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线， 射到荧光屏上产生闪光，通过放大镜可以看到这些闪 光点。
中正确的是：（ C ）
A.说明α粒子的速度很大 B.说明α粒子的质量比金原子还大 C.说明金原子的内部大部分是空的 D.说明金原子也是个球体
3、（2017·江苏·1）下列说法中正确的是 （C） A.质子与中子的质量不等，但质量数相等 B.两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于 库仑力 C.同一种元素的原子核有相同的质量数，但中子 数可以不同 D.除万有引力外，两个中子之间不存在其它相互 作用力
2.卢瑟福α粒子散射实验表明（ D ）
A．原子带正电 B．原子是一个球体 C．电子在任意一个圆形轨道上运动 D．原子内部的正电荷并不是均匀分布的，而是集 中在很小的体积内
三。原子核的电荷与尺度
1.原子的组成
人教版高中物理选择性必修三 第4章第3节原子的核式结构模型_教案
原子的核式结构模型【教学目标】一、知识与技能1．了解阴极射线及电子发现的过程。
2．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。
3．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。
二、过程与方法1．通过对??粒子散射实验结果的讨论与交流，培养学生对现象的分析中归纳中得出结论的逻辑推理能力。
2．通过核式结构模型的建立，体会建立模型研究物理问题的方法，理解物理模型的演化及其在物理学发展过程中的作用。
3．了解研究微观现象的方法。
三、情感、态度与价值观1．理解人类对原子的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程，根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说。
人类就是这样通过光的行为，经过分析和研究，逐渐认识原子的。
2．通过对原子模型演变的历史的学习，感受科学家们细致、敏锐的科学态度和不畏权威、尊重事实、尊重科学的科学精神。
3．通过对原子结构的认识的不断深入，使学生认识到人类对微观世界的认识是不断扩大和加深的，领悟和感受科学研究方法的正确使用对科学发展的重要意义。
【教学重点】1．电子的发现。
2．原子的核式结构模型。
【教学难点】粒子散射实验。
【教学过程】一、新课导入很早以来，人们一直认为构成物质的最小粒子是原子。
科学家在研究稀薄气体放电时发现，当玻璃管内的气体足够稀薄时，阴极就发出一种射线。
它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光。
实验演示：观察阴极射线管1876年，德国物理学家戈德斯坦认为管壁上的荧光是由于玻璃受到的阴极发出的某种射线的撞击而引起的，并把这种未知射线称之为阴极射线。
那么，阴极射线的本质是什么？二、新课教学（一）电子的发现对于阴极射线的本质，有大量的科学家作了大量的科学研究，主要形成了两种观点。
（1）电磁波说：代表人物：赫兹。
认为这种射线的本质是一种电磁波的传播过程。
（2）粒子说：代表人物：汤姆孙。
认为这种射线的本质是一种高速粒子流。
新教材人教版高中物理选择性必修第三册 4.3原子的核式结构模型 教学课件
第十一页，共二十八页。
⑶α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。
1
②少数α粒子（约占 80）00发生了大角度偏转。 ③极少数偏转的角度甚至大于90°，也就是说，它们几乎被“撞了回来”。
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2、对α粒子散射实验的解释
⑴大角度的偏转不可能是电子造成的 因为电子的质量只有α粒子的
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通常情况下，物质是不带电的，因此，原子应该是电中性的。既然电子是带负电的，质量又 很小，那么，原子中一定还有带正电的部分，它具有大部分的原子质量。请你设想一下，原 子中带正电的部分以及带负电的电子可能是如何分布的？
汤姆孙——西瓜模型（枣糕模型） 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。
前公认的电子电荷e的值为：
e＝ 1.602 176 634 × 10 -19 C
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e的 整数倍。
从实验测到的比荷及e的数值，可以确定电子的质量。现在人们普遍认为电子的质量
为：
me＝ 9.109 383 56 × 10 -31 kg
质子质量与电子质量的比值为： mp 1836 me
原子核的电荷数就是核中的质子数。
核半径的数量级为10-15 m 原子内十分空旷
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典例分析
【例题1】美国物理学家密立根通过如图所示的实验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根
油滴实验.两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正、负极相连接，板间产生匀强电场，方向
竖直向下，图中油滴由于带负电悬浮在两板间保持静止.
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《原子的核式结构模型》高中物理ppt优质课件人教版1
•
1.学习可以彻底的改变自己，即使失 去原来 改变的 条件， 人也不 会退回 到原来 的样子 ，因为 经过“ 輮”。 人已经 脱离一 个旧我 ，变成 一个新 我.
•
2.这一段介绍了怎样学习，也就是学 习的要 素。荀 子认为 积累是 学习的 第一要 素，也 是学习 的根本 。学习 可以达 到奇妙 的效果 ，可以 “兴风 雨”“ 生蛟龙 ”。“ 神明自 得，圣 心备焉 ”从人 的角度 ，来说 学习的 效果。 接着运 用正反 对比的 手法来 说明积 累的效 果，体 现了荀 子文章 说理的 生动性 。
•
3.家庭在西洋是一种界限分明的团体 。在英 美，家 庭包括 他和他 的妻以 及未成 年的孩 子。而 在我们 中国“ 家里的 ”可以 指自己 的太太 一个人 ，“家 门”可 以指叔 伯侄子 一大批 ，“自 家人” 可以包 罗任何 要拉入 自己的 圈子， 表示亲 热的人 物。
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4.这表示了我们的社会结构本身和西 洋的不 同，我 们的格 局不是 一捆一 捆扎清 楚的柴 ，而是 好像把 一块石 头丢在 水面上 所发生 的一圈 圈推出 去的波 纹，愈 推愈远 ，愈推 愈薄。 每个人 都是他 社会影 响所推 出去的 圈子的 中心。 被圈子 的波纹 所推及 的就发 生联系 。
绝大多数 α 粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但少数 α 粒子发生了较大的偏转，并且有极少数 α 粒子的偏转超过 了90°，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。
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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
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
3.原子核的电荷与尺度
(1).确定各种元素原子核的电荷
(2)估算原子核的尺度 核半径 10-15 ---- 10-14 m 原子半径 10-10 m
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。
第十八章 原子结构
第二节 原子的核式结构模 型
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？
汤姆生的原子模型
正电荷
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 都象布丁中的葡萄干 那样镶嵌在内。
枣糕式模型能பைடு நூலகம்解释？
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．
• （1）原子的半径约为10-10米、原子核半径约10-14 米，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。
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
电子
α粒子散射实验
1909～1911年，英国物理学家卢瑟
卢
福和他的助手们进行了 α 粒子散射实
瑟
验
福
2. α粒子散射实验
(1)
粒子散射实验的结果
绝大多数 粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，
但少数 粒子 发生了较大的偏转，并且有极少数
粒子的偏转 超过了90°，有的甚至几乎达到180°。