高中物理课件原子的核式结构模型

1、第第十十八八章章第第2节节新知预新知预习习巧设计巧设计名师课名师课堂堂一点通一点通创新演创新演练练大冲关大冲关 随堂检测随堂检测归纳小结归纳小结 课下作业课下作业综合提升综合提升 要点一要点一要点二要点二1了解了解粒子散射实验的实验器材、粒子散射实验的实验器材、 实验原理和实验现象。实验原理和实验现象。2知道卢瑟福的原子核式结构的主要知道卢瑟福的原子核式结构的主要 内容。内容。3知道原子和原子核大小的数量级，知道原子和原子核大小的数量级， 原子和原子核的组成及带电情况。原子和原子核的组成及带电情况。 1汤姆孙的原子模型汤姆孙的原子模型 汤姆孙于汤姆孙于1898年提出一种模型。他认为，原子是一个

2、年提出一种模型。他认为，原子是一个 体体， 弥漫性地均匀分布在整个球体内，弥漫性地均匀分布在整个球体内， 镶嵌镶嵌其中，图其中，图1821中的小圆点代表中的小圆点代表 ，大圆点代表，大圆点代表 。有人形象地把汤姆孙模型称为。有人形象地把汤姆孙模型称为“ 模型模型”或或“ 模模型型”。该模型能解释一些实验现象，后来，被。该模型能解释一些实验现象，后来，被 否定了。否定了。球球正电荷正电荷电子电子正电荷正电荷电子电子西瓜西瓜枣糕枣糕粒子散射实验粒子散射实验图图1821 关键一点关键一点这种模型认为原子内正、负电荷相等，这种模型认为原子内正、负电荷相等，可以解释原子的电中性问题。它也可以粗略解释原子

3、的可以解释原子的电中性问题。它也可以粗略解释原子的发光问题。发光问题。 2原子的核式结构模型原子的核式结构模型 (1)粒子散射实验：粒子散射实验： 粒子：是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子：是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，带粒子，带 ，质量为氢原子质量的，质量为氢原子质量的 倍。倍。 实验装置如图实验装置如图1822所示所示(俯视俯视)，整个装置放在，整个装置放在真空中，其中：真空中，其中：图图1822两个单位的正电荷两个单位的正电荷4 R：放射源：放射源释放释放 粒子。粒子。 F：厚度极小的：厚度极小的 。 M：带有荧光屏：带有荧光屏S的的 ，能够围绕金箔，能够围绕金箔F在在

4、 内转动，观察不同方向上的内转动，观察不同方向上的粒子的散射情况。粒子的散射情况。 实验结果：实验结果： 粒子穿过金箔后，基本上仍沿粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有原来的方向前进，但有 粒子粒子(约占八千分之一约占八千分之一)发生了发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大角度偏转，偏转的角度甚至 90，也就是说它们几乎，也就是说它们几乎被被“ ”。 实验意义：卢瑟福通过实验意义：卢瑟福通过粒子散射实验，否定了汤姆粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了原子的孙的原子模型，建立了原子的 模型。模型。金箔金箔放大镜放大镜水平面水平面绝大多数绝大多数少数少数大于大于撞了回来撞了回来核式结

5、构核式结构 (2)原子的核式结构模型：原子的核式结构模型： 核式结构模型：核式结构模型：1911年由卢瑟福提出，在原子中心年由卢瑟福提出，在原子中心有一个很小的核，叫有一个很小的核，叫 。它集中了全部的。它集中了全部的 和几和几乎全部的乎全部的 ， 在核外空间运动。在核外空间运动。 原子核的电荷与尺度：原子核的电荷与尺度： ()原子内的电荷关系：各种元素的原子核的电荷数与原子内的电荷关系：各种元素的原子核的电荷数与含有的含有的 相等，非常接近于它们的相等，非常接近于它们的 。原子核原子核正电荷正电荷质量质量电子电子电子数电子数原子序数原子序数 ()原子核的组成：原子核是由原子核的组成：原子核是

6、由 和和 组成的，原组成的，原子核的电荷数就等于原子核中的子核的电荷数就等于原子核中的 数。数。 ()原子核的大小：实验确定的原子核半径原子核的大小：实验确定的原子核半径R的数量级为的数量级为 m，而原子的半径的数量级是，而原子的半径的数量级是 m。原子内部是十。原子内部是十分分“空旷空旷”的。的。 关键一点关键一点粒子散射实验中用金箔是因为金的原子序粒子散射实验中用金箔是因为金的原子序数大。数大。粒子与金原子核间的相互斥力大，偏转明显，并且金粒子与金原子核间的相互斥力大，偏转明显，并且金的延展性好，更容易做成极薄的金箔，的延展性好，更容易做成极薄的金箔，粒子更容易穿过。粒子更容易穿过。 质子

7、质子中子中子质子质子10 15 1010 1以下说法中符合汤姆孙原子模型的是以下说法中符合汤姆孙原子模型的是 ()A原子中的正电部分均匀分布在原子中原子中的正电部分均匀分布在原子中B原子中的正电部分集中在很小的体积内原子中的正电部分集中在很小的体积内C电子在原子内可以自由运动电子在原子内可以自由运动D电子在原子内不能做任何运动电子在原子内不能做任何运动解析：解析：原子的核式结构是卢瑟福提出的，不是汤姆孙。原子的核式结构是卢瑟福提出的，不是汤姆孙。在汤姆孙模型中，电子虽然镶嵌在原子中，但并不是完在汤姆孙模型中，电子虽然镶嵌在原子中，但并不是完全固定的，它可以振动，故只有选项全固定的，它可以振动，

8、故只有选项A正确。正确。答案：答案：A2关于关于粒子散射实验的装置，下列说法正确的是粒子散射实验的装置，下列说法正确的是()A全部设备都放在真空中全部设备都放在真空中B荧光屏和显微镜能围绕金箔在一个圆周上转动荧光屏和显微镜能围绕金箔在一个圆周上转动C若将金箔改为银箔，就不能发生散射现象若将金箔改为银箔，就不能发生散射现象D金箔的厚度不会影响实验结果金箔的厚度不会影响实验结果解析：解析：实验必须在真空中进行，故实验必须在真空中进行，故A对；荧光屏和显微对；荧光屏和显微镜应该能围绕金箔在一个圆周上转动，镜应该能围绕金箔在一个圆周上转动，B正确；金箔改正确；金箔改为银箔能发生散射现象，但不明显，为银

9、箔能发生散射现象，但不明显，C错误；错误；粒子穿粒子穿透能力弱，金箔要很薄，故透能力弱，金箔要很薄，故D错。错。答案：答案：AB3粒子散射实验中发现粒子散射实验中发现粒子粒子 ()A全部穿过或发生很小的偏转全部穿过或发生很小的偏转B全部发生很大的偏转全部发生很大的偏转C绝大多数穿过不发生偏转，只有少数发生很大偏转，绝大多数穿过不发生偏转，只有少数发生很大偏转， 甚至极少数被弹回甚至极少数被弹回D绝大多数发生偏转，甚至被弹回绝大多数发生偏转，甚至被弹回解析：解析：由由散射实验结论可知，绝大多数散射实验结论可知，绝大多数粒子不发生偏粒子不发生偏转，只有少数转，只有少数粒子发生大角度偏转，甚至极少数

10、被弹回，粒子发生大角度偏转，甚至极少数被弹回，由此可知由此可知C正确。正确。答案：答案：C4卢瑟福通过对卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出粒子散射实验结果的分析，提出()A原子核式结构模型原子核式结构模型B原子核内有中子存在原子核内有中子存在C电子是原子的组成部分电子是原子的组成部分D原子核是由质子和中子组成的原子核是由质子和中子组成的解析：解析：卢瑟福通过对卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析提出原粒子散射实验现象的分析提出原子的核式结构模型，并非说明电子是原子的组成部分，子的核式结构模型，并非说明电子是原子的组成部分，也没有证明原子核的组成，故正确选项为也没有证明原子核的组成，故正确选

11、项为A。答案：答案：A5卢瑟福的原子核式结构模型：在原子的中心有一个很卢瑟福的原子核式结构模型：在原子的中心有一个很 小的核，叫做小的核，叫做_，原子的全部，原子的全部_与几乎与几乎全部全部_都集中在原子核里，带负电的电子在核都集中在原子核里，带负电的电子在核外的空间绕核旋转。外的空间绕核旋转。答案：答案：原子核正电荷质量原子核正电荷质量6网球运动越来越受到大众特别是青年人的喜爱，网球网球运动越来越受到大众特别是青年人的喜爱，网球 的直径在的直径在6.356.67 cm之间，若原子核有网球那么大，之间，若原子核有网球那么大，按照比例，整个原子有多么大？按照比例，整个原子有多么大？解析：解析：原

12、子核大小的数量级是原子核大小的数量级是1015 m，而原子的数量，而原子的数量级是级是1010 m，两者相差，两者相差105倍。根据比例原子的大小应倍。根据比例原子的大小应为为(6.356.67) cm105(6 3506 670) m，这说明原子，这说明原子中的原子核十分小，原子内部绝大部分是中的原子核十分小，原子内部绝大部分是“空旷空旷”的。的。答案：答案：6 3506 670 m 1粒子的散射实验对汤姆孙原子模型的否定粒子的散射实验对汤姆孙原子模型的否定 (1)粒子在穿过原子之间时，所受周围的正、负电荷粒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，作用的库仑力是平衡的，

13、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粒子的电子不可能使不可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。 (3)粒子散射实验表明原子绝大部分是空的，除非原粒子散射实验表明原子绝大部分是空的，除非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，很小的核上，否则，粒子大角度散射是不可能的。粒子大角度散射是不可能的。 2原子的核式结构模型对原子的核式结构模型对粒子散射实验结果的解释粒子散射实验结果的解释 (1)当当粒子穿过

14、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，受到原子核的斥力很小，斥力很小，粒子就像穿过粒子就像穿过“一片空地一片空地”一样，无遮无挡，运一样，无遮无挡，运动方向改变很小，因为原子核很小，所以绝大多数动方向改变很小，因为原子核很小，所以绝大多数粒子不粒子不发生偏转。发生偏转。 (2)只有当只有当粒了十分接近原子核穿过时，才受到很大的粒了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。库仑力作用，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，这种机会极少，如图，这种机会

15、极少，如图1823所示。所示。 图图1823 名师点睛名师点睛 (1)选用选用粒子作为散射实验的粒子作为散射实验的“炮弹炮弹”是因为放射性是因为放射性物质放出的物质放出的粒子具有足够的能量，可以接近原子的中心，粒子具有足够的能量，可以接近原子的中心，并且可以使显微镜前的荧光屏发光，便于观察。并且可以使显微镜前的荧光屏发光，便于观察。 (2)卢瑟福根据卢瑟福根据粒子散射实验估算出了原子核半径的粒子散射实验估算出了原子核半径的数量级为数量级为1015 m。 1关于关于粒子散射实验，下述正确的是粒子散射实验，下述正确的是 () A粒子发生大角度散射的主要原因是原子中有正电荷粒子发生大角度散射的主要原

16、因是原子中有正电荷 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相同条件下，换用原子序数越小的物质做实验，沿同相同条件下，换用原子序数越小的物质做实验，沿同一偏转角散射的一偏转角散射的粒子越少粒子越少 思路点拨思路点拨用原子的核式结构模型来解释用原子的核式结构模型来解释粒子发生大粒子发生大角度散射的原因。角度散射的原因。 解析解析原子显电中性，而电子带负电，所以原子核

17、中一定原子显电中性，而电子带负电，所以原子核中一定存在带正电的物质，但是汤姆孙的原子模型就不能解释存在带正电的物质，但是汤姆孙的原子模型就不能解释粒子的粒子的散射现象，所以散射现象，所以粒子大角度散射的主要原因不能直接说是原子粒子大角度散射的主要原因不能直接说是原子中正电荷的作用，而是正电荷集中在原子核的原因，所以中正电荷的作用，而是正电荷集中在原子核的原因，所以A选项选项错误，而错误，而B选项正确；只有少数选项正确；只有少数粒子发生大角度散射的结果证粒子发生大角度散射的结果证明原子中存在一个集中所有正电荷和几乎所有质量的很小的原子明原子中存在一个集中所有正电荷和几乎所有质量的很小的原子核，核

18、，C选项正确；使选项正确；使粒子发生大角度散射的原因是受到原子核粒子发生大角度散射的原因是受到原子核的库仑斥力，所以为使散射实验现象更明显，应采用原子序数大的库仑斥力，所以为使散射实验现象更明显，应采用原子序数大的金箔，若改用原子序数小的物质做实验，的金箔，若改用原子序数小的物质做实验，粒子受到原子核的粒子受到原子核的库仑斥力小，发生大角度散射的库仑斥力小，发生大角度散射的粒子少，所以选项粒子少，所以选项D正确。正确。 答案答案BCD 有关有关粒子散射的题目解法：粒子散射的题目解法： (1)熟记装置及原理：熟记装置及原理： 粒子散射实验是一个非常重要的实验，因此对实验粒子散射实验是一个非常重要的实验，因此对实验器材、现象、现象分析、结论都必须弄明白，才能顺利器材、现象、现象分析、结论都必须弄明白，才能顺利解答有关问题。解答有关问题。 (2)理解建立核式结构模型的要点：理解建立核式结构模型的要点： 核外电子不会使核外电子不会使粒子的速度发生明显改变。粒子的速度发生明显改变。 汤姆孙模型不能解释汤姆孙模型不能解释粒子的大角度散射。粒子的大角度散射。 少数少数粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些这些粒子在原子中的某个地方受到了质量、电量均比它本身粒子在原子中的某个地方受到了质量、电量均比它本身大得多的物体的作用。大得多的物体的作用