201x_201x学年高中物理第十八章原子结构1电子的发现2原子的核式结构模型同步备课新人教版选修

1、目标定位目标定位1.知道阴知道阴极射线是由电子组成的以及电荷量是极射线是由电子组成的以及电荷量是量子化的量子化的.2.了解了解粒子散射实验的原理和现象以及卢瑟福原粒子散射实验的原理和现象以及卢瑟福原子核式结构模型的主要内容子核式结构模型的主要内容.3.知道原子和原子核的大小数量知道原子和原子核的大小数量级，原子核的电荷数级，原子核的电荷数1实验实验图图1如图如图1所示，真空玻璃管中所示，真空玻璃管中K是金属板制成的是金属板制成的 ，接感应圈，接感应圈的负极，的负极，A是金属环制成的是金属环制成的 ，接感应圈的正极，会在，接感应圈的正极，会在K、A间产生间产生 的高电压，可观察到玻璃壁上的高电压

2、，可观察到玻璃壁上 及管及管中物体在玻璃壁上的中物体在玻璃壁上的影影阴极阴极阳极阳极近万伏近万伏淡淡的荧光淡淡的荧光2阴极射线阴极射线荧光荧光的实质是由于玻璃受到的实质是由于玻璃受到 发出的某种射线的撞击发出的某种射线的撞击而引起的，这种射线被命名为而引起的，这种射线被命名为 阴极阴极阴极射线阴极射线【深度思考】【深度思考】阴极射线中的粒子全部来源于阴极吗？阴极射线中的粒子全部来源于阴极吗？答案答案在在通常情况下，气体是不导电的，在强电场条件通常情况下，气体是不导电的，在强电场条件下，气体能够被电离而导电在高真空的放电管中，阴下，气体能够被电离而导电在高真空的放电管中，阴极射线中的粒子主要来自

3、阴极对于真空度不高的放电极射线中的粒子主要来自阴极对于真空度不高的放电管，粒子还可能来自管中的气体管，粒子还可能来自管中的气体解析阴极射线是由阴极直接发出的，故解析阴极射线是由阴极直接发出的，故A错误；只有当两错误；只有当两极间有高压且阴极接电源负极时，阴极中的电子才会受到足极间有高压且阴极接电源负极时，阴极中的电子才会受到足够大的电场力作用而脱离阴极成为阴极射线，故够大的电场力作用而脱离阴极成为阴极射线，故B错误，错误，D正确；阴极射线是真空玻璃管内由阴极发出的射线，正确；阴极射线是真空玻璃管内由阴极发出的射线，C正正确确答案答案CD1汤姆孙根据阴极射线分别通过电场或磁场发生偏转，根汤姆孙根

4、据阴极射线分别通过电场或磁场发生偏转，根据据 情况，证明了它的本质是情况，证明了它的本质是 的粒子流，并求的粒子流，并求出其比荷出其比荷2换用换用 的阴极做实验，所得的阴极做实验，所得 的数值都相同，的数值都相同，证明这种粒子是构成各种物质的共有成分证明这种粒子是构成各种物质的共有成分3密立根通过著名的密立根通过著名的“油滴实验油滴实验”精确地测出了电子电荷精确地测出了电子电荷量电子电荷量一般取量电子电荷量一般取e ，电子质量，电子质量me .偏转偏转带负电带负电不同材料不同材料比荷比荷1019 C1031 kg解析电子是原子的组成部分，电子的发现说明原子是可以解析电子是原子的组成部分，电子的

5、发现说明原子是可以再分的电子的电荷量与质量的比值称为电子的比荷，也叫再分的电子的电荷量与质量的比值称为电子的比荷，也叫荷质比荷质比答案答案BC【例【例3】电电子的电荷量最早由美国科学家密立根通过油滴实子的电荷量最早由美国科学家密立根通过油滴实验测出，如图验测出，如图2所示，两块水平放置的平行金属板上、下极所示，两块水平放置的平行金属板上、下极板与电源正负极相接，上、下极板分别带正、负电荷，油板与电源正负极相接，上、下极板分别带正、负电荷，油滴从喷雾器喷出后，由于摩擦而起电，油滴进入上极板中滴从喷雾器喷出后，由于摩擦而起电，油滴进入上极板中央小孔后落到匀强电场中，通过显微镜可以观察到油滴的央小孔

6、后落到匀强电场中，通过显微镜可以观察到油滴的运动，两金属板间距为运动，两金属板间距为d，不计空气阻力和浮力，不计空气阻力和浮力图图21粒子粒子从从放射性物质放射性物质(如铀和镭如铀和镭)中发射出来的快速运动的粒中发射出来的快速运动的粒子，带有两个单位的子，带有两个单位的 电荷，质量为电荷，质量为 质量的质量的4倍、电子质量的倍、电子质量的7 300倍倍正正氢原子氢原子2实验装置和实验现象实验装置和实验现象(1)装装置：放射源、金箔、荧光屏等，如图置：放射源、金箔、荧光屏等，如图3所示所示图图3(2)现象：现象：绝大多数的绝大多数的粒子穿过金箔后粒子穿过金箔后 方向方向前进前进少数少数粒子发生粒

7、子发生 的偏转的偏转极少数极少数粒子偏转角度超过粒子偏转角度超过90，有的几乎达到，有的几乎达到180.仍沿原来的仍沿原来的较大较大【深度思考】【深度思考】粒子散射实验现象能否定汤姆孙原子模型的依据是什么？粒子散射实验现象能否定汤姆孙原子模型的依据是什么？答案答案(1)粒粒子在穿过原子之间时，所受周围的正、负子在穿过原子之间时，所受周围的正、负电荷作用的库仑力是平衡的，电荷作用的库仑力是平衡的，粒子不会发生偏转粒子不会发生偏转(2)粒子正对着电子射来，质量远小于粒子正对着电子射来，质量远小于粒子的电子不可粒子的电子不可能使能使粒子发生明显偏转，更不可能使它反弹粒子发生明显偏转，更不可能使它反弹

8、【例【例4】(多选多选)如如图图4为卢瑟福所做的为卢瑟福所做的粒子散射实验装置的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，下述说法中正确的是四个位置时，下述说法中正确的是()图图4A相同时间内在相同时间内在A时观察到屏上的闪光次数最多时观察到屏上的闪光次数最多B相同时间内在相同时间内在B时观察到屏上的闪光次数比放在时观察到屏上的闪光次数比放在A时稍少些时稍少些C放在放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少D放在放在C、D位置时屏上观察不到闪光位置时屏上观察不到闪光解析

9、在卢瑟福解析在卢瑟福粒子散射实验中，粒子散射实验中，粒子穿过金箔后，绝大多粒子穿过金箔后，绝大多数数粒子仍沿原来的方向前进，故粒子仍沿原来的方向前进，故A正确；少数正确；少数粒子发生大角粒子发生大角度偏转，极少数度偏转，极少数粒子偏转角度大于粒子偏转角度大于90，极个别，极个别粒子反弹回粒子反弹回来，所以在来，所以在B位置只能观察到少数的闪光，在位置只能观察到少数的闪光，在C、D两位置能观两位置能观察到的闪光次数极少，故察到的闪光次数极少，故B、D错，错，C对对答案答案AC针对训练针对训练卢卢瑟福利用瑟福利用粒子轰击金箔的实验研究原子结构，粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意

10、图是正确反映实验结果的示意图是()答案答案D解析解析粒子轰击金箔后偏转，越靠近金原子核，偏转的粒子轰击金箔后偏转，越靠近金原子核，偏转的角度越大，所以角度越大，所以A、B、C错误，错误，D正确正确1内容：在原子中心有一个很小的核，叫内容：在原子中心有一个很小的核，叫 原子原子的全部的全部 和几乎全部和几乎全部 都集中在核内，带负电都集中在核内，带负电的的 在核外空间绕核旋转在核外空间绕核旋转2对对粒子散射实验现象的解释粒子散射实验现象的解释(1)当当粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力斥力 ，运动方向改变，运动方向改变 ，因为原子核很小，所以

11、，因为原子核很小，所以绝大多数绝大多数粒子不发生偏转粒子不发生偏转原子核原子核正电荷正电荷质量质量很小很小很小很小电子电子(2)只有当只有当粒子十分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑粒子十分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑力作用，偏转角才很大，而这种机会很少力作用，偏转角才很大，而这种机会很少(3)如果如果粒子正对着原子核射来，偏转角几乎达到粒子正对着原子核射来，偏转角几乎达到180，这，这种机会极少，如图种机会极少，如图5所示所示图图53原子核的电荷与尺度原子核的电荷与尺度(1)原子内的电荷关系原子内的电荷关系各种元素的原子核的电荷数，即原子内含有的各种元素的原子核的电荷数，即原子内含有的

12、 ，非常，非常接近它们的接近它们的 (2)原子核的组成原子核的组成原子核是由原子核是由 组成的，原子核的电荷数就是核中的组成的，原子核的电荷数就是核中的 (3)原子核的大小原子核的大小对于一般的原子核，实验确定的核半径对于一般的原子核，实验确定的核半径R的数量级为的数量级为 ，而整个原子半径的数量级是而整个原子半径的数量级是 因而原子内部十分因而原子内部十分“空旷空旷”电子数电子数原子序数原子序数质子和中子质子和中子质子数质子数1015 m1010 m【例【例5】(多选多选)关关于于粒子的散射实验，下列说法中正确的粒子的散射实验，下列说法中正确的是是()A该实验说明原子中正电荷是均匀分布的该实验说明原子中正电荷是均匀分布的B粒子发生大角度散射的主要原因是原子中原子核的粒子发生大角度散射的主要原因是原子中原子核的作用作用C只有少数只有少数粒子发生大角度散射的原因是原子的全部粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上D卢瑟福根据卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子核式结构理论粒子散射实验提出了原子核式结构理论解析解析粒子散射实验中，有少数粒子散射实验中，有少数粒子发生大角度偏转说明粒子发生大角度偏转说明三点：一是原子内有一质量