原子的核式结构模型 课件

【典例探究】 考查角度1 α粒子散射实验现象 【典例1】(多选)如图所示为卢瑟福所做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四个位置时观察到 的现象,下述说法中正确的是( )
A.放在A位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数最 多 B.放在B位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数只 比A位置时稍少些 C.放在C、D位置时,屏上观察不到闪光 D.放在D位置时,屏上仍能观察到一些闪光,但次数极少
【规律方法】α粒子散射实验中常用的规律
(1)库仑定律F=
k
q1q 2 r2
:用来分析α粒子和原子核间的
相互作用力。
(2)牛顿第二定律:该实验中α粒子只受库仑力,可根
据库仑力的变化分析加速度的变化。
(3)功能关系:根据库仑力做功可分析电势能的变化,也 可分析动能的变化。 (4)原子核带正电,其周围的电场相当于正点电荷的电 场,注意应用其电场线和等势面的特点。
【解析】选A、B、D。根据α粒子散射现象,Fra Baidu bibliotek大多数 α粒子沿原方向前进,少数α粒子发生较大偏转,A、B、 D正确。
考查角度2 α粒子散射实验中α粒子的受力和能量转 化问题
【典例2】 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( )
2.否定汤姆孙的原子结构模型: (1)质量远小于原子的电子,对α粒子的运动影响完全 可以忽略,不应该发生大角度偏转。 (2)α粒子在穿过原子时,受到各方向正电荷的斥力基 本上会相互平衡,对α粒子运动方向的影响不会很大, 也不应该发生大角度偏转。 (3)α粒子的大角度偏转,否定汤姆孙的原子结构模型。
粒子源
金箔
荧光屏
放大镜
(2)实验现象。 ①_绝__大__多__数__的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__偏转;偏转的角度甚至 _大__于__9_0_°__,它们几乎被“_撞__了__回__来__”。
(3)实验意义:卢瑟福通过α粒子散射实验,否定了汤 姆孙的原子模型,建立了_核__式__结__构__模型。
2.原子的核式结构与原子的枣糕模型的对比:
核式结构
枣糕模型
原子内部是非常空旷的,正 电荷集中在一个很小的核 里
原子是充满了 正电荷的球体
电子绕核高速旋转
电子均匀嵌在 原子球体内
3.原子内的电荷关系:原子核的电荷数与核外的电子数 相等,非常接近原子序数。 4.原子核的组成:原子核由质子和中子组成,原子核的 电荷数等于原子核的质子数。 5.原子核的大小:原子的半径数量级为10-10m,原子核半 径的数量级为10-15m,原子核的半径只相当于原子半径 的十万分之一,体积只相当于原子体积的10-15。
知识点二 原子的核式结构模型与原子核的组成 探究导入: 如图所示为原子核式结构模型的α粒子散射图景。
(1)为什么绝大多数的α粒子穿过金箔后,基本上仍沿 原来运动方向前进? (2)为什么少数的α粒子穿过金箔后,发生了大角度的 偏转?
提示:(1)因为原子核很小,所以绝大多数α粒子穿过原子 时,离核较远,受到原子核的斥力很小,基本上仍沿原来运 动方向前进。 (2)少数α粒子十分接近原子核穿过时,才受到很大的库 仑力作用,发生大角度偏转。
A.动能先增大,后减小 B.电势能先减小,后增大 C.电场力先做负功,后做正功,总功等于零 D.加速度先变小,后变大
【解析】选C。α粒子从a到b电场力做负功,速度减小, 动能减小,电势能增大.从b到c电场力做正功,α粒子的 速度增大,动能增大,电势能减小,加速度应先变大,后 变小。正确选项应为C。
(1)实验过程中,α粒子为什么会发生大角度散射? (2)从α粒子的大角度散射情况,可以推知原子是什么 样的结构?
提示:(1)α粒子受到了很大的库仑力作用,并且这种库仑 力对α粒子又不平衡,从而导致α粒子发生大角度散射。 (2)原子中间有一个很小的核,电子在核外运动。
【归纳总结】 1.实验背景:α粒子散射实验是卢瑟福指导他的学生做 的一个著名的物理实验,实验的目的是想验证汤姆孙原 子模型的正确性,实验结果却成了否定汤姆孙原子模型 的有力证据。在此基础上,卢瑟福提出了原子核式结构 模型。
【典例探究】 【典例】(多选)关于原子核式结构理论说法正确的是
() A.是通过发现电子现象得出来的 B.原子的中心有个核,叫作原子核 C.原子的正电荷均匀分布在整个原子中
D.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旋转
【解析】选B、D。原子的核式结构模型是在α粒子的 散射实验结果的基础上提出的,A错误。原子中绝大部 分是空的,带正电的部分集中在原子中心一个很小的范 围,称为原子核,B正确,C错误。原子核集中了原子全部 正电荷和几乎全部质量,带负电的电子在核外旋转,D正 确。
3.大角度偏转的实验现象分析: (1)由于电子质量远小于α粒子质量,所以电子不可能 使α粒子发生大角度偏转。
(2)使α粒子发生大角度偏转的只能是原子中带正电的 部分。按照汤姆孙原子模型,正电荷在原子内是均匀分 布的,α粒子穿过原子时,它受到的两侧斥力大部分抵 消,因而也不可能使α粒子发生大角度偏转,更不能使 α粒子反向弹回,这与α粒子散射实验相矛盾。
原子的核式结构模型
一、汤姆孙的原子模型
1.汤姆孙原子模型:汤姆孙于1898年提出了原子模型, 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,有人形象地把汤姆孙模 型称为“西瓜模型”或“_枣__糕__模型”,如图。
2.α粒子散射实验: (1)实验装置。
(3)实验现象表明原子绝大部分是空的,原子的几乎全 部质量和所有正电荷都集中在原子中心的一个很小的 核上,否则,α粒子大角度散射是不可能的。
4.原子的核式结构模型对α粒子散射实验结果的解释: (1)当α粒子穿过原子时,如果离核较远,受到原子核的 斥力很小,α粒子就像穿过“一片空地”一样,无遮无 挡,运动方向改变很小。因为原子核很小,所以绝大多 数α粒子不发生偏转。
二、卢瑟福的核式结构模型 1.核式结构模型:1911年由卢瑟福提出,原子中带正电 的部分体积很小,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:
原子叙述
质子 中子 A
10-10m 10-15m
知识点一 α粒子散射实验探究分析 探究导入: 如图所示为α粒子散射的实验装置。
【归纳总结】 1.理解建立核式结构模型的要点: (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)少数α粒子发生了大角度偏转,甚至反弹回来,表明 这些α粒子在原子中的某个地方受到了质量、电荷量 均比它本身大得多的物体的作用。
(4)绝大多数α粒子在穿过金原子层时运动方向没有明 显变化,说明原子中绝大多数部分是空的。原子的质量 电荷量都集中在体积很小的核上。
(2)只有当α粒子十分接近原子核穿过时,才受到很大 的库仑力作用,发生大角度偏转,而这种机会很少,所以 有少数粒子发生了大角度偏转。
(3)如果α粒子正对着原子核射来,偏转角几乎达到 180°,这种机会极少,如图所示,所以极少数粒子的偏 转角度甚至大于90°。
【易错提醒】 (1)α粒子与原子核之间的万有引力远小于二者之间的 库仑斥力,因而可以忽略不计。 (2)在处理α粒子等微观粒子时一般不计重力。