原子的核式结构模型 ppt课件
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原子结构的模型(PPT课件(初中科学)26张)
金金属箔
[1]大多数粒子不改变本来的运动方向，原因是：
原子内有较大的间隙。
。
[2]有小部分改变本来的运动路径，原因是： α粒子受到了同种电荷互相排挤作用而改变了运动方向。。
[3]极少数被弹射了回来，原因是： α粒子撞击到了带正电荷、质量大、体积很小的核。 。
自从卢瑟福用α粒子轰击了金属箔后，使人 们对原子内部的结构有了更深入的了解，从而对 原子内部结构的认识更接近了它的本质。
2.汤姆生的原子结构模型
汤姆生模型 （西瓜模型）
探究：卢瑟福的α粒子散射实验
1911年，英国科学家卢瑟福 用带正电的α粒子轰击金属箔， α粒子源 实验发现多数α粒子穿过金属箔 后仍保持本来的运动方向，但有 少量的α粒子产生了较大的偏转。
金金属箔
探究：卢瑟福的α粒子散射实验
1911年，英国科学家卢瑟福 用带正电的α粒子轰击金属箔， α粒子源 实验发现多数α粒子穿过金属箔 后仍保持本来的运动方向，但有 少量的α粒子产生了较大的偏转。 问题思考：
在化学变化中可分的微粒是（ B ） A．原子 B.分子 C.电子 D.原子核
6.下列叙述正确的是……………（ B ） A．原子核都是由质子和中子构成的 B．原子和分子都是构成物质的一种粒子，它 们都是在不停地运动的 C．原子既可以构成分子，也可以构成物质 D．物质在产生物理变化时，分子产生了变化， 在产生化学变化时，原子产生了变化
原 子
原子核 (+)
质子:一个质子带一个单位的正电荷 中子: 中子不带电
电子: 一个电子带一个单位的负电荷
( —）
原子核所带的电荷数简称为核电荷数。
说一说：以氧原子为例解说原子的结构
电子:8个，带8个单位负电荷
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
14/65
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
14/65
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
人教版物理选修3-5 18.2 原子的核式结构模型 (课件+素材)
二、α 粒子散射实验
α粒子是放射性物质发射的快速运动的 粒子.卢瑟福(E.Rutherford，1871-1937)通过 测量α粒子在电场和磁场的偏向，确定α粒子 的比荷约为氢离子比荷的1/2.
利用闪烁镜和卢瑟福与盖革(H.Geiger 1882-1945)共同发明的计数管，卢瑟福于 1908年测量出α粒子的电荷约为氢离子电荷 的2倍.α粒子是氦原子两次电离的离子He2+.
卢瑟福的提示指引盖革和马斯顿发现α粒 子的大角度散射.
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1908年，盖革对α粒子散射开展更多地研究。
发现用金箔代替铝箔可以使α粒子的散射现象更为
明显，决定系统地研究不同物质地散射作用，希
望“对这些物质在散射能力和遏止能力之间建立
某种联系.”
闪烁法计数要求实
验者实验过程中呆在暗室
中，通过显微镜，眼睛全
身贯注地盯着硫化锌屏， 一个一个地计闪烁数.
闪烁法观察α射线
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粗略估算单次散射α粒子偏转角度
粒子动量 p=mv
作用时间 t =R/v
动量变化量 ∆p =Ft
p kZe2
v
p Ek R
Z=79，Ek~5MeV R~1Å 得 ϕ ≈2.27×10-4rad≈0.013° ϕ
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
但不可能有大角度偏转。
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”。
第十二页，共二十八页。
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
第八页，共二十八页。
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
第十七页，共二十八页。
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.
tan s L
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”。
第十二页，共二十八页。
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
第八页，共二十八页。
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
第十七页，共二十八页。
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.
tan s L
原子的核式结构模型课件
二、电子的发现
1.汤姆孙的探究
(1)让阴极射线分别通过电场和磁场,根据偏转情况,证明它是B(A.
带正电 B.带负电)的粒子流并求出了它的比荷。
(2)换用不同材料的阴极做实验,所得比荷的数值都相同。证明这
种粒子是构成各种物质的共有成分。
(3)进一步研究新现象,不论是由于正离子的轰击,紫外光的照射,
金属受热还是放射性物质的自发辐射,都能发射同样的带电粒子—
核库仑斥力的作用,所以选项D错误,C正确。
答案:C
—电子。由此可见,电子是原子的组成部分,是比原子更基本的物
质单元。
2.密立根“油滴实验”
(1)精确测定电子电荷。
(2)电荷是量子化的。
3.电子的有关常量
→电性:负电
→电量: = 1.602 × 10-19 C,与氢离子
组成
阴极射线
电子 带电量相同
成分
→质量:e = 9.1 × 10-31 kg
四、α粒子散射实验
1.α粒子
α粒子是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子,含有两个
单位的正电荷,质量为氢原子质量的4倍。
2.实验方法
用α粒子源发射的α粒子束轰击金箔,用带有荧光屏的放大镜,在
水平面内不同方向对散射的α粒子进行观察,根据散射到各方向的α
粒子所占的比例,可以推知原子中正、负电荷的分布情况。
很小,但几乎占有全部质量,电子在正电体的外面运动。
2.原子核的电荷与尺度
原子结构
问题探究
1.1808年,英国化学家道尔顿根据化学实验的结果,发表了“原子
论”,说明物体是由原子组成的,同时他又断定:原子就像一个实心球,
是不能分割的,他的这种观点现在看来正确吗?
2024版高一化学原子结构PPT课件图文
波函数性质
波函数具有一些基本性质，如连续性、有限性、单值性等。此外，波函数还需要满足归一化 条件，即粒子在全空间出现的概率总和为1。
2024/1/25
波函数与电子云模型关系
波函数与电子云模型密切相关。在原子或分子中，电子的波函数决定了电子云的形状和分布。 通过求解薛定谔方程可以得到电子的波函数，进而得到电子云的分布。
高一化学原子结构 PPT课件图文
2024/1/25
1
目录
CONTENTS
• 原子结构基本概念 • 原子核结构与性质 • 电子云模型与波函数理论 • 元素周期律与化学键合性质 • 实验室制备和检测技术 • 原子结构在生活和科技中应用
2024/1/25
2
01 原子结构基本概念
2024/1/25
3
原子定义与组成
放射性衰变遵循指数衰变规律， 即衰变速度与剩余原子核数量
成正比
放射性衰变产生的射线具有穿 透能力和电离能力，对人体和
环境有一定危害
2024/1/25
9
射线类型及其特点
01
02
03
04
α射线
由氦核组成，带正电荷，质量 大，电离能力强，穿透能力弱
2024/1/25
β射线
由电子组成，带负电荷，质量 小，电离能力较弱，穿透能力
周期表中共有18个纵列，其中8、9、 10三个纵列共同组成一个族，其余每 个纵列为一个族，共有16个族。
2024/1/25
周期表中共有7个横行，即7个周期， 每个周期中元素的性质具有相似性。
元素周期表反映了元素性质的周期性 变化，是学习和研究化学的重要工具。
6
02 原子核结构与性质
2024/1/25
高中物理选修课件原子的核式结构模型电子的发现
β衰变
原子核放出γ光子（高能光子）的衰变过程， 质量数和电荷数均不变，通常伴随在α衰变或
β衰变之后。
γ衰变
原子核放出β粒子（电子）的衰变过程，质量 数不变，电荷数增加1，衰变后产生的新核在 元素周期表中的位置后移一位。
衰变规律
放射性元素的原子核衰变遵循一定的统计规 律，即半衰期规律。半衰期是指放射性元素 原子核数目减少一半所需的时间，具有统计 规律。
3
洪特规则和泡利原理
洪特规则指出，在同一个电子亚层中排 布的电子，总是尽先占据不同的轨道， 且自旋方向相同。泡利原理指出，在一 个原子轨道里，最多只能容纳2个电子， 而且它们的自旋方向相反。
元素周期表与元素周期律
元素周期表
元素周期表是按照元素的原子序数（即核电荷数）从小到大的顺序排列的。周期表有7个横行，称为7个周期； 有18个纵列，称为16个族（其中8、9、10三个纵列合称为一个族）。
量子力学对原子结构描述
波函数与概率幅
量子力学用波函数描述微观粒子状态，波函数的模平方表示粒子 在某处出现的概率幅。
能级与跃迁
原子中电子的能量是量子化的，即存在分立的能级。电子在不同能 级间跃迁时，会吸收或发射光子。
测不准原理
量子力学中有一个基本原理是测不准原理，即无法同时精确测量粒 子的位置和动量。
原子核的组成
原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。
原子核的性质
原子核具有质量数（A）和电荷数（Z），质量数等于质子 数和中子数之和，电荷数等于质子数。原子核的半径很小 ，约为原子半径的万分之一。
原子核的稳定性
原子核是稳定的，但也有不稳定的原子核会自发地发生衰 变，放出射线并转变为另一种元素的原子核。
卢瑟福的核式结构模型
原子核放出γ光子（高能光子）的衰变过程， 质量数和电荷数均不变，通常伴随在α衰变或
β衰变之后。
γ衰变
原子核放出β粒子（电子）的衰变过程，质量 数不变，电荷数增加1，衰变后产生的新核在 元素周期表中的位置后移一位。
衰变规律
放射性元素的原子核衰变遵循一定的统计规 律，即半衰期规律。半衰期是指放射性元素 原子核数目减少一半所需的时间，具有统计 规律。
3
洪特规则和泡利原理
洪特规则指出，在同一个电子亚层中排 布的电子，总是尽先占据不同的轨道， 且自旋方向相同。泡利原理指出，在一 个原子轨道里，最多只能容纳2个电子， 而且它们的自旋方向相反。
元素周期表与元素周期律
元素周期表
元素周期表是按照元素的原子序数（即核电荷数）从小到大的顺序排列的。周期表有7个横行，称为7个周期； 有18个纵列，称为16个族（其中8、9、10三个纵列合称为一个族）。
量子力学对原子结构描述
波函数与概率幅
量子力学用波函数描述微观粒子状态，波函数的模平方表示粒子 在某处出现的概率幅。
能级与跃迁
原子中电子的能量是量子化的，即存在分立的能级。电子在不同能 级间跃迁时，会吸收或发射光子。
测不准原理
量子力学中有一个基本原理是测不准原理，即无法同时精确测量粒 子的位置和动量。
原子核的组成
原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。
原子核的性质
原子核具有质量数（A）和电荷数（Z），质量数等于质子 数和中子数之和，电荷数等于质子数。原子核的半径很小 ，约为原子半径的万分之一。
原子核的稳定性
原子核是稳定的，但也有不稳定的原子核会自发地发生衰 变，放出射线并转变为另一种元素的原子核。
卢瑟福的核式结构模型
原子的核式结构课件
该模型对原子发光现象的解释－电子在其平衡位置作简谐振动的结果，原子所发出的光的频率就相当于这些振动的频率。
§1.2 原子的核式结构(卢瑟福模型)
二、盖革－马斯顿实验
(a) 侧视图 (b) 俯视图 R:放射源；F:散射箔；S:闪烁屏；B:金属匣
α粒子：放射性元素发射出的高速带电粒子，其速度约为光速的十分之一，带+2e的电荷，质量约为4MH。 散射：一个运动粒子受到另一个粒子的作用而改变原来的运动方向的现象。 粒子受到散射时，它的出射方向与原入射方向之间的夹角叫做散射角。
(3) 阿伏伽德罗定律
1811年，意大利物理学家阿伏伽德罗提出：一摩尔任何原子的数目都是NA，称为阿伏伽德罗常数． 说明：NA是联系微观物理学和宏观物理学的纽带，是物理学中重要的常数之一. 当进行任何微观物理量的测量时， 由于实验是在宏观世界里进行的，因此都必须借助于NA ; NA之巨大，正说明了微观世界之细小． NA测量方法: 1838年，法拉第（Faraday，1791-1867年）电解定律： 任何一摩尔单价离子，永远带有相同的电量F，F称为法拉第常数，经实验测定，F=96486.7 C/mol，则 其中，e为电子电量，测出e，就可以求出．我们再次看到，将宏观量F与微观量e联系起来了．
当r>R时，原子受的库仑斥力为： 当r<R时，原子受的库仑斥力为： 当r=R时，原子受的库仑斥力最大：
近似2：只受库仑力的作用。
粒子受原子作用后动量发生变化： 最大散射角：
大角散射不可能在汤姆逊模型中发生,散射角大于3°的比1%少得多；散射角大于90°的约为10-3500.必须重新寻找原子的结构模型。
三、 课堂反馈
思考与讨论： 原子质量和大小的数量级是多少？请尽可能多地列出估算方法．并举例说明． 是联系微观物理学和宏观物理学的桥梁．有哪些微观量与宏观量可以通过联系？如何联系？请举例说明． 电子的质量和电荷是多少？ 如何测量电子的荷质比？
§1.2 原子的核式结构(卢瑟福模型)
二、盖革－马斯顿实验
(a) 侧视图 (b) 俯视图 R:放射源；F:散射箔；S:闪烁屏；B:金属匣
α粒子：放射性元素发射出的高速带电粒子，其速度约为光速的十分之一，带+2e的电荷，质量约为4MH。 散射：一个运动粒子受到另一个粒子的作用而改变原来的运动方向的现象。 粒子受到散射时，它的出射方向与原入射方向之间的夹角叫做散射角。
(3) 阿伏伽德罗定律
1811年，意大利物理学家阿伏伽德罗提出：一摩尔任何原子的数目都是NA，称为阿伏伽德罗常数． 说明：NA是联系微观物理学和宏观物理学的纽带，是物理学中重要的常数之一. 当进行任何微观物理量的测量时， 由于实验是在宏观世界里进行的，因此都必须借助于NA ; NA之巨大，正说明了微观世界之细小． NA测量方法: 1838年，法拉第（Faraday，1791-1867年）电解定律： 任何一摩尔单价离子，永远带有相同的电量F，F称为法拉第常数，经实验测定，F=96486.7 C/mol，则 其中，e为电子电量，测出e，就可以求出．我们再次看到，将宏观量F与微观量e联系起来了．
当r>R时，原子受的库仑斥力为： 当r<R时，原子受的库仑斥力为： 当r=R时，原子受的库仑斥力最大：
近似2：只受库仑力的作用。
粒子受原子作用后动量发生变化： 最大散射角：
大角散射不可能在汤姆逊模型中发生,散射角大于3°的比1%少得多；散射角大于90°的约为10-3500.必须重新寻找原子的结构模型。
三、 课堂反馈
思考与讨论： 原子质量和大小的数量级是多少？请尽可能多地列出估算方法．并举例说明． 是联系微观物理学和宏观物理学的桥梁．有哪些微观量与宏观量可以通过联系？如何联系？请举例说明． 电子的质量和电荷是多少？ 如何测量电子的荷质比？
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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以汤姆孙为首的英国剑桥学派，在原子物理学上
所取得的这些惊人成就，使欧洲大陆上的物理学 家都拜倒在他们的脚下。他的学生卢瑟福也接受 了汤姆孙的原子模型，1909年卢瑟福建议其学生 兼助手盖革和罗斯顿用α粒子轰击金箔去验证汤姆 孙原子模型。
让我们来认识一下卢瑟福吧！
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欧内斯特·卢瑟福 1871年8月30日生于新西 兰纳尔逊的一个手工业工 人家庭。并在新西兰长大。 他进入新西兰的坎特伯雷 学院学习。 23岁时获得了三个学位 （文学学士、文学硕士、 理学学士）。
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• 科学成就
1、他关于放射性的研究确立了放 射性是发自原子内部的变化。为开 辟原子物理学做了开创性的工作。
2、1909年起，卢瑟福根据a粒子散
射试验现象提出原子核式结构模型。 把原子结构的研究引上了正确的轨 道，被誉为原子物理学之父。
3、1919年，卢瑟福做了用α粒子 轰击氮核的实验，从而发现了质 子。
电子等间隔地排列在与正电球 同心的圆周上，并以一定的速 度做圆周运动从而发出电磁辐 射，原子光谱所反映的就是这 些电子的辐射频率。
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从经典物理学的角度看，汤姆孙的模型是很成功的。 解释原子是电中性的，电子在原子里是怎样分布的，解释 原子为什么会发光，能估计出原子的大小约为一亿分之一 厘米。
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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。
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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．
质子 核子
中子
质子数
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电荷数
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四.原子核的电荷与尺度
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。
情况。 8
思考：如果原子的结构确实如汤姆生所假设的葡萄干 布丁模型，用α粒子轰击原子应得到怎样的结果？
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．
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18.2原子的核式结构模型
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历史回顾
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。
me=9.109×10-31Kg e=1.602×10-19C
思考：那么，这两
J.J.汤姆孙，1857-1940，英国物 种物质是怎样构成
1895年在新西兰大学毕业后，获得英国剑 桥大学的奖学金进入卡文迪许实验室，成 为汤姆孙的研究生。提出原子结构的核式 模型，为原子结构的研究做出很大的贡献。 1898年，在汤姆孙的推荐下，担任加拿大 麦吉尔大学的物理教授。 1907年返回英国出任曼彻斯特大学的物理 系主任。 1919年接替退休的汤姆孙，担任卡文迪许 实验室主任。 1925年当选为英国皇家学会主席。1931年 受封为纳尔逊男爵。 1937年10月19日因病在剑桥逝世，与牛顿 和法拉第并排安葬，享年66岁。
理学家，电子的发现者。 因通过气体电传导性的研究，测
原子的呢？
出电子的电荷与质量的比值，ppt课件
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1906年获诺贝尔物理学奖。
一.汤姆孙的原子模型 正电荷
原子是一个球体，里面充满了均 匀分布的带正电的流体，电子 镶嵌在正电荷液体中，就象枣 点缀在一块蛋糕里一样，所以 又被人们称为“枣糕模型”。
电子
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2.实验现象
绝大多数α粒子穿过
金箔后仍沿原来方向
前进，
少数α粒子（约占
8000分之一）发生了
较大的偏转，
极少数α粒子的偏转
超过了90°，有的甚
至几乎被撞了回来。ppt课件
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二. α粒子散射实验
3.实验分析
卢瑟福根据他的导师汤姆生模型计算的结果：
少数α粒子的大角度偏转甚至反 弹是怎么造成的？
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三. 原子的核式结构的提出 1. 原子的核式结构模型
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．
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三. 原子的核式结构的提出 2. 对α粒子散射实验现象解释
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，散射角
不超过零点几度，发生大角度偏转的几率几乎是零．
实验结果却是有八千分之一的粒子发生了大 角度偏转 ！！！
实验结果与之前预测完全不一致，
所以原子结构模型必须重新构思!
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卢瑟福思考
1微米厚的金箔内含3000层原子 层，绝大多数α粒子穿过金箔 仍沿原方向前进说明什么？
• 1927年，卢瑟福的助手威尔逊获诺贝尔 物理奖；
• 1935年，卢瑟福的学生查德威克获诺贝 尔物理奖；
• 1948年，卢瑟福的助手布莱克特获诺贝 尔物理奖；
• 1951年，卢瑟福的学生科克拉夫特和瓦 耳顿，共同 获得诺贝尔物理奖；
• 1978年，卢瑟福的学生卡皮茨获诺贝尔
物理奖。
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二. α粒子散射实验
1.实验装置
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放射源——放射性 元素钋（Po）放出α 粒子，α粒子 是 氦核，带2e正电荷， 质量是氢原子的4倍， 具有较大的动能。
金箔——作为靶子， 厚度1μm, 重叠了 3000层左右的 金原 子。
荧光屏——α粒子打 在上面发出闪光。
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
4、用粒子或γ射线轰击原子核来 引起核反应实现人工核反应，成为 人们研究原子核和应用核技术的重 要手段。
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• 桃李满天下
在卢瑟福的悉心培养下，他的学生和助手 有多人获得了诺贝尔奖金：
• 1921年，卢瑟福的助手索迪获诺贝尔化 学奖；
• 1922年，卢瑟福的学生阿斯顿获诺贝尔 化学奖；
• 1922年，卢瑟福的学生玻尔获诺贝尔物 理奖；