第3章 3．2原子模型的提出

1、.32原子模型的提出学 习 目 标知 识 脉 络1.知道汤姆生的原子枣糕模型的建立根据以及详细内容2知道粒子散射实验方法以及实验结果重点3理解原子的核式构造模型以及对散射实验现象的解释重点、难点汤姆生模型和粒子散射 实验1汤姆生的原子模型汤姆生在1904年提出原子的枣糕模型：原子是一个球体，正电荷均匀地分布在整个球内，电子像枣糕上的枣子一样嵌在球中，被正电荷吸引着原子内正、负电荷相等，原子整体呈中性2粒子散射实验1实验装置：粒子源、金箔、放大镜和荧光屏2实验现象：绝大多数的粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进少数粒子发生了大角度的偏转极少数粒子的偏转角大于90°，甚至有极个别粒子被反弹回

2、来3实验意义：卢瑟福通过粒子散射实验，否认了汤姆生的原子模型，建立了核式构造模型1卢瑟福为了证实汤姆生原子模型的正确性进展了粒子散射实验2粒子散射实验中大多数粒子发生了大角度偏转或反弹×3卢瑟福否认了汤姆生模型，建立了原子核式构造模型1粒子发生大角度散射的原因是什么？【提示】粒子带正电，粒子受原子中带正电的部分的排斥力发生了大角度散射2汤姆生的原子构造模型为什么被卢瑟福否认掉？【提示】按照汤姆生的“枣糕原子模型，粒子假如从原子之间或原子的中心轴线穿过时，它受到周围的正负电荷作用的库仑力是平衡的，粒子不产生偏转；假如粒子偏离原子的中心轴线穿过，两侧电荷作用的库仑力相当于一部分被抵消，粒

3、子偏转很小；假如粒子正对着电子射来，质量远小于粒子的电子不可能使粒子发生明显偏转，更不可能使它反弹所以粒子的散射实验结果否认了汤姆生的原子模型1装置放射源、金箔、荧光屏等，如图3­2­1所示图3­2­12现象及解释1绝大多数的粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进大多数粒子离金原子核较远2少数粒子发生较大的偏转发生较大偏转的粒子是由于离金原子核较近，库仑斥力较大3极少数粒子偏转角度超过90°，有的几乎到达180°.正对或根本正对着金原子核入射的粒子在库仑斥力作用下先减速至较小速度然后加速远离金原子核3实验的本卷须知1整个实验过程在真空中进展

4、2金箔需要做得很薄，粒子才能穿过3使用金箔的原因是金的延展性好，可以做得很薄并且金的原子序数大，粒子与金核间的库仑斥力大，偏转明显1多项选择关于粒子散射实验，以下说法正确的选项是 A带有荧光屏的显微镜可以在程度面内的不同方向上挪动B荧光屏上的闪光是散射的粒子打在荧光屏上形成的C荧光屏只有正对粒子源发出的射线方向上才有闪光D不用荧光屏也可用显微镜直接观察粒子散射情况【解析】此题考察粒子散射实验装置及其作用，只有在正确理解粒子散射实验的根底上，才能选出正确选项对于C项，考虑到有少数的粒子因为靠近金原子核，受到斥力而改变了运动方向，C错误，A、B正确；粒子必须借助于荧光屏观察，D错误【答案】AB2如

5、图3­2­2为卢瑟福所做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A、B、C、D四个位置时，以下说法中正确的选项是 图3­2­2A一样时间内在A时观察到屏上的闪光次数最多B一样时间内在B时观察到屏上的闪光次数比放在A时稍少些C放在D位置时屏上观察不到闪光D放在C位置时屏上观察不到闪光【解析】在卢瑟福粒子散射实验中，粒子穿过金箔后，绝大多数粒子仍沿原来的方向前进，故A正确少数粒子发生大角度偏转，极少数粒子偏转角度大于90°，极个别粒子反弹回来，所以在B位置只能观察到少数的闪光，在C、D两位置能观察到的闪光次数极少，故B、C、D错

6、误【答案】A解决粒子散射实验问题的技巧1熟记实验装置及原理2理解建立核式构造模型的要点核外电子不会使粒子的速度发生明显改变汤姆生的原子模型不能解释粒子的大角度散射少数粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，说明这些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绝大多数粒子在穿过金箔时运动方向没有明显变化，说明原子中绝大部分是空的，原子的质量、电荷量都集中在体积很小的核内 卢 瑟 福 的 原 子 核 式 结 构 模 型1核式构造模型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上，带负电的电子在核外空间绕着核旋转2原子核的电荷和尺度1根据核

7、式构造模型推导出粒子的散射公式可计算各种元素原子核的电荷量，其值非常接近于原子序数2由粒子散射实验的数据还可估计原子核的尺度原子核半径的数量级为1015 m而原子半径的数量级为1010 m，原子内部非常“空旷1原子的质量几乎全部集中在原子核上2原子中所有正电荷都集中在原子核内3核电荷数等于质子数，也等于中子数×1原子中的原子核所带的电荷量有何特点？【提示】原子核带正电，所带电荷量与核外电子所带的电荷量绝对值相等2卢瑟福的原子模型是如何解释粒子散射实验结果的？【提示】粒子穿过原子时，假如离核较远，受到的库仑斥力很小，运动方向也改变很小只有当粒子非常接近核时，才受到很大的库仑斥力，发生大

8、角度的偏转由于核很小，粒子非常接近的时机很小，所以绝大多数粒子根本上仍沿原方向前进，只有极少数发生大角度偏转1原子的核式构造与原子的枣糕模型的根本区别核式构造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2.原子内的电荷关系：原子核的电荷数与核外的电子数相等，非常接近它们的原子序数3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4原子半径的数量级是1010m，原子核半径的数量级是1015m，两者相差10万倍之多3多项选择卢瑟福对粒子散射实验的解释是 A使粒子产生偏转的主要原因是原子中电子对粒子的作用

9、力B使粒子产生偏转的力是库仑力C原子核很小，粒子接近它的时机很小，所以绝大多数的粒子仍沿原来的方向前进D能产生大角度偏转的粒子是穿过原子时离原子核近的粒子【解析】原子核带正电，与粒子之间存在库仑力，当粒子靠近原子核时受库仑力而偏转，电子对它的影响可忽略，故A错，B对；由于原子核非常小，绝大多数粒子经过时离核较远因此运动方向几乎不变，只有离核很近的粒子受到的库仑力较大，方向改变较多，故C、D对【答案】BCD4多项选择在粒子散射实验中，假如两个具有一样能量的粒子，从不同大小的角度散射出来，那么散射角度大的粒子 A更接近原子核B更远离原子核C受到一个以上的原子核作用D受到原子核较大的冲量作用【解析】

10、由于原子的体积远远大于原子核的体积，当粒子穿越某一个原子的空间时，其他原子核距粒子相对较远，而且其他原子核对粒子的作用力也可以近似互相抵消，所以散射角度大的这个粒子并非由于受到多个原子核作用，C错；由库仑定律可知，粒子受到的斥力与间隔 的平方成反比，粒子距原子核越近，斥力越大，运动状态改变越大，即散射角度越大，A对，B错；当粒子受到原子核较大的冲量作用时，动量的变化量就大，即速度的变化量就大，那么散射角度就大，D对【答案】AD5在粒子散射实验中，当在粒子最接近原子核时，关于描绘粒子的有关物理量情况正确的选项是 A动能最大B势能最小C势能最大D粒子与金原子核组成的系统能量最小【解析】粒子和金原子核都带正电，库仑力表现为斥力，两者间隔 减小时，库仑力做负功，故粒子动能减小，