教科版高中物理选修3-5课件-2-原子的核式结构模型课件1

2原子的核式结构模型2原子的核式结构模型教科版高中物理选修3-5课件-2-原子的核式结构模型课件11．了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据；2．知道粒子散射实验的实验方法和实验现象；3．知道原子核式结构模型的主要内容．1．了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据；一、α粒子散射实验 汤姆孙的原子模型(如图2-2-1)

汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个

，

弥漫性地均匀分布在整个球体内，

镶嵌在球中．图2-2-1球体正电荷电子一、α粒子散射实验图2-2-1球体正电荷电子汤姆孙的原子模型，小圆点代表正电荷，大圆点代表电子．汤姆孙的原子模型被称为西瓜模型或枣糕模型．该模型能解释一些实验现象，但后来被

散射实验否定了．α粒子汤姆孙的原子模型，小圆点代表正电荷，大圆点代表电子．α粒子α粒子散射实验(1)α粒子：是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，带有两个单位的正电荷，质量为

质量的4倍．(2)实验结果

α粒子穿过金箔后，基本沿原方向前进．

α粒子发生大角度偏转，偏转角甚至大于90°.(3)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

模型．氢原子绝大多数少数核式结构α粒子散射实验氢原子绝大多数少数核式结构卢瑟福的核式结构模型1911年由卢瑟福提出：在原子的中心有一个很小的核叫

，原子的

正电荷和

质量都集中在原子核里，带负电的电子在

里绕核旋转．原子核所有几乎所有核外空间卢瑟福的核式结构模型原子核所有几乎所有核外空间二、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，即原子内的

非常接近于它们的

． 原子核的组成：原子核是由

和

组成的，原子核的电荷数就是核中的

． 原子核的大小：实验确定的原子核半径R的数量级为

．而整个原子的半径的数量级是

，两者相差十万倍之多．可见原子内部是十分“空旷”的．电子数质子中子质子数10－15m10－10m原子序数二、原子核的电荷与尺度电子数质子中子质子数10－15m10三、经典理论的困难 卢瑟福的核式结构模型正确地指出了

的存在，很好地解释了

，但是，经典的物理学既无法解释原子的

，又无法解释原子发光频谱的

特征．原子核α粒子散射实验稳定性分立三、经典理论的困难原子核α粒子散射实验稳定性分立一、α粒子散射实验 实验装置(如图2-2-2)由放射源、金箔、荧光屏等组成．图2-2-2一、α粒子散射实验图2-2-2实验注意事项

(1)从α粒子源到荧光屏这段路程处于真空中．

(2)α粒子是氦核，本身很小，金箔需很薄，α粒子才能很容易穿过．

(3)实验中用的是金箔而不是铝箔，这是因为金的原子序数大，α粒子与金核间库仑力大，偏转明显；另外金的延展性好，容易做成极薄的金箔．实验观察结果

α粒子穿过金箔时，绝大多数不发生偏转，仍沿原来的方向前进，少数发生较大的偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来．实验注意事项卢瑟福的核式结构模型对α粒子散射分析(1)分布情况：所有正电荷和几乎全部质量集中在原子核内，原子中绝大部分是空的．(2)受力情况：①少数α粒子靠近原子核时，受到的库仑斥力大；②大多数α粒子离原子核较远，受到的库仑斥力较小．卢瑟福的核式结构模型对α粒子散射分析二、卢瑟福的核式结构学说 对α粒子散射实验的思考

α粒子散射实验令卢瑟福万分惊奇，按照汤姆孙的原子结构模型：带正电的物质均匀分布，带负电的电子质量比α粒子的质量小得多，α粒子碰到电子就像子弹碰到一粒尘埃一样，其运动方向不会发生什么改变．但实验结果出现了像一枚炮弹碰到一层薄薄的纸被反弹回来这一不可思议的现象一样．卢瑟福通过分析，否定了汤姆孙的原子结构模型，提出了核式结构模型．二、卢瑟福的核式结构学说

卢瑟福的科学道理

卢瑟福依据α粒子散射实验 的结果，提出了原子的核式 结构：在原子的中心有一个 很小的核，叫原子核，原子 的全部正电荷与几乎全部质 量都集中在核里，带负电的电子在核外的空间运动． 按照卢瑟福的核式结构学说，可以很容易地解释α粒子的散射实验现象．图2-2-3卢瑟福的科学道理图2-2-3如图2-2-3所示．按照这个模型，由于原子核很小，大部分α粒子穿过金箔时都离核很远，受到的斥力很小，它们的运动几乎不受影响；只有极少数α粒子从原子核附近飞过，明显地受到原子核的库仑斥力而发生大角度的偏转．如图2-2-3所示．按照这个模型，由于原子核很小，大部分α粒原子的核式结构模型在原子的中心有一个带正电的原子核，它集中了全部正电荷和几乎集中了原子全部质量，而电子则在核外空间绕核旋转．原子的核式结构模型【典例1】

如图2-2-4所示为卢瑟福和他的学生做α粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和放大镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，下列对观察到的现象描述正确的是(

)．对α粒子散射实验的理解

【典例1】如图2-2-4所示为卢瑟福和他的学生做α粒子散射图2-2-4图2-2-4A．在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B．在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比在A位置时稍少些C．在C、D位置时，屏上观察不到闪光D．在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少A．在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多解析因为绝大多数α粒子穿过金箔后仍然沿原来方向前进，在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多，选项A对；因为少数α粒子穿过金箔后发生了较大偏转，在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数比在A位置时要少得多，选项B错；α粒子散射实验中有极少数α粒子偏转角超过90°，甚至接近180°，所以选项C错、D对．故应选A、D.答案

AD解析因为绝大多数α粒子穿过金箔后仍然沿原来方向前进，在A位借题发挥α粒子散射实验是得出原子核式结构模型的实验基础，对实验现象的分析是建立卢瑟福核式结构模型的关键．通过对α粒子散射实验这一宏观上探测，间接地构建出原子结构的微观图景．借题发挥α粒子散射实验是得出原子核式结构模型的实验基础，对【变式1】α粒子散射实验中，使α粒子散射的原因是(

)．A．α粒子与原子核外电子碰撞B．α粒子与原子核发生接触碰撞C．α粒子发生明显衍射D．α粒子与原子核的库仑斥力作用【变式1】解析本题考查α粒子散射实验．α粒子与原子核外电子的作用是很微弱的．由于原子核的质量和电荷量很大，α粒子与原子核很近时，库仑斥力很强，足可以使α粒子发生大角度偏转甚至反向弹回，使α粒子散射的原因是库仑斥力，选项D对．答案

D解析本题考查α粒子散射实验．α粒子与原子核外电子的作用是很【典例2】

当α粒子被金核散射时，如图2-2-5所示A、B、C、D四条运动轨迹中不可能存在的是(

)．对α粒子的运动轨迹的分析

图2-2-5【典例2】当α粒子被金核散射时，如图2-2-5所示A、B、解析α粒子在靠近金原子核时，所受库仑力为斥力，A、D的轨迹是可能存在的．而从B、C的轨迹可以判断，B、C受的力是吸引力，与核式结构模型不符，所以B、C的轨迹是不可能的．答案

BC借题发挥

当α粒子靠近金核发生散射现象时，其运动轨迹要发生偏转做曲线运动，而做曲线运动的物体所受合外力的方向总是指向曲线的凹侧．解析α粒子在靠近金原子核时，所受库仑力为斥力，A、D的轨迹【变式2】

用α粒子撞击金原子核发生散射，图2-2-6中关于α粒子的运动轨迹正确的是(

)．图2-2-6【变式2】图2-2-6解析α粒子受金原子核的排斥力，方向沿两者的连线方向，运动轨迹弯向受力方向的一侧，A、B均错误；离原子核越近，α粒子受到的斥力越大，偏转越大，C、D正确．答案

CD解析α粒子受金原子核的排斥力，方向沿两者的连线方向，运动轨由α粒子散射实验估算原子核的大小

α粒子散射实验是英国物理学家卢瑟福等人首先完成的人类探索原子结构的著名实验．α粒子散射的实验结果，不仅为人类建立科学的原子结构的核式模型提供了重要依据，而且还可由有关实验数据估算原子核的大小．由α粒子散射实验估算原子核的大小教科版高中物理选修3-5课件-2-原子的核式结构模型课件1教科版高中物理选修3-5课件-2-原子的核式结构模型课件12原子的核式结构模型2原子的核式结构模型教科版高中物理选修3-5课件-2-原子的核式结构模型课件11．了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据；2．知道粒子散射实验的实验方法和实验现象；3．知道原子核式结构模型的主要内容．1．了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据；一、α粒子散射实验 汤姆孙的原子模型(如图2-2-1)

汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个

，

弥漫性地均匀分布在整个球体内，

镶嵌在球中．图2-2-1球体正电荷电子一、α粒子散射实验图2-2-1球体正电荷电子汤姆孙的原子模型，小圆点代表正电荷，大圆点代表电子．汤姆孙的原子模型被称为西瓜模型或枣糕模型．该模型能解释一些实验现象，但后来被

散射实验否定了．α粒子汤姆孙的原子模型，小圆点代表正电荷，大圆点代表电子．α粒子α粒子散射实验(1)α粒子：是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，带有两个单位的正电荷，质量为

质量的4倍．(2)实验结果

α粒子穿过金箔后，基本沿原方向前进．

α粒子发生大角度偏转，偏转角甚至大于90°.(3)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

模型．氢原子绝大多数少数核式结构α粒子散射实验氢原子绝大多数少数核式结构卢瑟福的核式结构模型1911年由卢瑟福提出：在原子的中心有一个很小的核叫

，原子的

正电荷和

质量都集中在原子核里，带负电的电子在

里绕核旋转．原子核所有几乎所有核外空间卢瑟福的核式结构模型原子核所有几乎所有核外空间二、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，即原子内的

非常接近于它们的

． 原子核的组成：原子核是由

和

组成的，原子核的电荷数就是核中的

． 原子核的大小：实验确定的原子核半径R的数量级为

．而整个原子的半径的数量级是

，两者相差十万倍之多．可见原子内部是十分“空旷”的．电子数质子中子质子数10－15m10－10m原子序数二、原子核的电荷与尺度电子数质子中子质子数10－15m10三、经典理论的困难 卢瑟福的核式结构模型正确地指出了

的存在，很好地解释了

，但是，经典的物理学既无法解释原子的

，又无法解释原子发光频谱的

特征．原子核α粒子散射实验稳定性分立三、经典理论的困难原子核α粒子散射实验稳定性分立一、α粒子散射实验 实验装置(如图2-2-2)由放射源、金箔、荧光屏等组成．图2-2-2一、α粒子散射实验图2-2-2实验注意事项

(1)从α粒子源到荧光屏这段路程处于真空中．

(2)α粒子是氦核，本身很小，金箔需很薄，α粒子才能很容易穿过．

(3)实验中用的是金箔而不是铝箔，这是因为金的原子序数大，α粒子与金核间库仑力大，偏转明显；另外金的延展性好，容易做成极薄的金箔．实验观察结果

α粒子穿过金箔时，绝大多数不发生偏转，仍沿原来的方向前进，少数发生较大的偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来．实验注意事项卢瑟福的核式结构模型对α粒子散射分析(1)分布情况：所有正电荷和几乎全部质量集中在原子核内，原子中绝大部分是空的．(2)受力情况：①少数α粒子靠近原子核时，受到的库仑斥力大；②大多数α粒子离原子核较远，受到的库仑斥力较小．卢瑟福的核式结构模型对α粒子散射分析二、卢瑟福的核式结构学说 对α粒子散射实验的思考

α粒子散射实验令卢瑟福万分惊奇，按照汤姆孙的原子结构模型：带正电的物质均匀分布，带负电的电子质量比α粒子的质量小得多，α粒子碰到电子就像子弹碰到一粒尘埃一样，其运动方向不会发生什么改变．但实验结果出现了像一枚炮弹碰到一层薄薄的纸被反弹回来这一不可思议的现象一样．卢瑟福通过分析，否定了汤姆孙的原子结构模型，提出了核式结构模型．二、卢瑟福的核式结构学说

卢瑟福的科学道理

卢瑟福依据α粒子散射实验 的结果，提出了原子的核式 结构：在原子的中心有一个 很小的核，叫原子核，原子 的全部正电荷与几乎全部质 量都集中在核里，带负电的电子在核外的空间运动． 按照卢瑟福的核式结构学说，可以很容易地解释α粒子的散射实验现象．图2-2-3卢瑟福的科学道理图2-2-3如图2-2-3所示．按照这个模型，由于原子核很小，大部分α粒子穿过金箔时都离核很远，受到的斥力很小，它们的运动几乎不受影响；只有极少数α粒子从原子核附近飞过，明显地受到原子核的库仑斥力而发生大角度的偏转．如图2-2-3所示．按照这个模型，由于原子核很小，大部分α粒原子的核式结构模型在原子的中心有一个带正电的原子核，它集中了全部正电荷和几乎集中了原子全部质量，而电子则在核外空间绕核旋转．原子的核式结构模型【典例1】

如图2-2-4所示为卢瑟福和他的学生做α粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和放大镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，下列对观察到的现象描述正确的是(

)．对α粒子散射实验的理解

【典例1】如图2-2-4所示为卢瑟福和他的学生做α粒子散射图2-2-4图2-2-4A．在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B．在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比在A位置时稍少些C．在C、D位置时，屏上观察不到闪光D．在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少A．在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多解析因为绝大多数α粒子穿过金箔后仍然沿原来方向前进，在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多，选项A对；因为少数α粒子穿过金箔后发生了较大偏转，在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数比在A位置时要少得多，选项B错；α粒子散射实验中有极少数α粒子偏转角超过90°，甚至接近180°，所以选项C错、D对．故应选A、D.答案

AD解析因为绝大多数α粒子穿过金箔后仍然沿原来方向前进，在A位借题发挥α粒子散射实验是得出原子核式结构模型的实验基础，对实验现象的分析是建立卢瑟福核式结构模型的关键．通过对α粒子散射实验这一宏观上探测，间接地构建出原子结构的微观图景．借题发挥α粒子散射实验是得出原子核式结构模型的实验基础，对【变式1】α粒子散射实验中，使α粒子散射的原因是(

)．A．α粒子与原子核外电子碰撞B．α粒子与原子核发生接触碰撞C．α粒子发生明显衍射D．α粒子与原子核的库仑斥力作用【变式1】解析本题考查α粒子散射实验．α粒子与原子核外电子的作用是很微弱的．由于原子核的质量和电荷量很大，α粒子与原子核很近时，库仑斥力很强，足可以使α粒子发生大角度偏转甚至反向弹回，使α粒子散射的原因是库仑斥力，选项D对．答