有关α粒子散射试验

知识的回顾……1、谁发现了阴极射线？2、阴极射线是什么？3、电子是谁确认的？第1页/共26页第一页，共27页。

原子复杂结构的发现过程

人类社会是在不断地发现、发明和创造中前进的。直到19世纪末，人们还认为原子是构成物质的最小单位而不可再分，当汤姆生在1897年发现电子后，人们才认识到原子结构的复杂性。第2页/共26页第二页，共27页。

英国物理学家。1856年12月18日出生于英格兰曼彻斯特。

汤姆生(JosephJohnThomson,1856～1940年)杰出贡献:

1897年发现电子(荣获1906年诺贝尔物理奖)第3页/共26页第三页，共27页。分析已知情况：电子是原子的一个组成部分；电子质量很小，远小于原子的总质量；电子带负电，但原子呈电中性。由此可断定：原子内还有带正电的且具有绝大部分原子质量的物质问题：这部分物质与电子在原子中是怎么分布的？第4页/共26页第四页，共27页。3.2原子的结构3-5第三章原子结构之谜清远市一中陈召平第5页/共26页第五页，共27页。

科学靠两条腿走路，一个是理论，一个是实验。有时一条腿走在前面，有时另一条腿走在前面。但只有使用两条腿，才能前进。

——密立根第6页/共26页第六页，共27页。汤姆生原子结构模型

原子是一个球体，正电荷均匀地分布在整个球内，电子像布丁里的葡萄干那样镶嵌在原子里面。葡萄干布丁模型第7页/共26页第七页，共27页。

汤姆生的葡萄干布丁原子模型能解释当时发现的一些现象，如定性地解释某些光辐射，因而曾被广泛接受。

但勒纳德1903年做了一个实验，使电子束射到金属膜上，发现较高速度的电子很容易穿透原子。似乎原子不是一个实心球体……第8页/共26页第八页，共27页。

用什么方法去研究象原子这样的微观粒子的内部结构呢？

用其它微观粒子或一些射线轰击第9页/共26页第九页，共27页。

1871年8月30日生于新西兰

杰出贡献

1899年命名α射线、β射线；发现放射性元素“钍”；

1902年提出原子自然蜕变理论；

卢瑟福(1871～1937年)1911年提出原子的核式结构模型；1919年发现质子，预言中子。第10页/共26页第十页，共27页。著名的

粒子散射实验装置卢瑟福1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手们进行了

粒子散射实验放射源金箔可转动的带有荧光屏的显微镜α粒子散射实验真空作用：

统计散射到各个方向的α粒子所占的比例，可以推测原子中正负电荷的分布情况第11页/共26页第十一页，共27页。根据汤姆孙原子模型：

1、电子质量很小，对α

粒子的运动方向不会发生明显影响；α粒子散射实验

请预测α

粒子可能的运动情况？2、由于正电荷均匀分布，α

粒子所受库仑力也很小；故α粒子偏转角度不会很大．第12页/共26页第十二页，共27页。α粒子散射实验第13页/共26页第十三页，共27页。绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，但少数α粒子发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子的偏转超过了90°，有的甚至几乎达到180°。α粒子散射实验

卢瑟福对于上述实验的结果感到十分惊奇，他说：“这简直不可思议！这就好像你对一张薄薄的纸射出一颗15英寸口径的炮弹，却被反射回来的炮弹击中一样……”α粒子散射实验的现象第14页/共26页第十四页，共27页。α粒子散射实验（1）粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后造成的？（2）按照葡萄干布丁模型，粒子在原子附近或穿越原子内部后有没有可能发生大角度偏转？（3）你认为原子中的正电荷应如何分布，才有可能造成ɑ粒子的大角度偏转？为什么？原子结构的葡萄干布丁模型能否解释？第15页/共26页第十五页，共27页。1、绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进．2、少数α粒子（约八千分之一）发生了较大的偏转．3、极少数α粒子的偏转角度超过90°甚至达到180°．第一条现象说明:原子中绝大部分是“空”的第二条现象可看出:原子内部有“核”存在第三条现象可看出:α粒子碰到了比它质量大很多的东西（质量很集中），且受到的作用力很大（电量很集中）α粒子散射实验现象第16页/共26页第十六页，共27页。原子的核式结构模型卢瑟福分析实验数据认为：所有正电物质集中在很小的空间范围汤姆孙的原子模型无法解释大角度散射的实验结果

原子的中心有一个带正电的很小的原子核，它集中了原子的全部正电荷和几乎全部质量，带负电的电子在核外空间绕核旋转．第17页/共26页第十七页，共27页。原子核式结构模型的α粒子散射图景原子的核式结构的提出

第18页/共26页第十八页，共27页。体育场

根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分“空旷”的，举一个简单的例子：原子原子核

10-10m10-15m原子核的尺寸第19页/共26页第十九页，共27页。小结卢瑟福原子的核式结构模型的建立过程汤姆生发现电子汤姆生原子模型葡萄干布丁式卢瑟福原子模型α粒子散射实验核式行星式第20页/共26页第二十页，共27页。效果检测1．有关α粒子散射实验，下列说法中正确的是（）A绝大多数α粒子穿过金箔后不改变方向；Bα粒子碰到电子后运动方向几乎不发生改变；Cα粒子散射实验，肯定了汤姆生的原子结构模型；Dα粒子散射实验，是卢瑟福原子核式结构模型的实验依据。ABD第21页/共26页第二十一页，共27页。效果检测2．下列对原子的结构的认识中正确的是（）A原子中绝大部分是空的，原子核很小；B电子在核外旋转，库仑力提供向心力；C原子的全部正电荷和全部质量都集中在原子核里；D原子核的直径大约为10-10mAB第22页/共26页第二十二页，共27页。效果检测3．如图所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一金原子核附近时的示意图，A、B、C三点分别位于两个等势面上，则以下说法中正确的是（）+ABCAα粒子在A处的速率比在B处的速率小；Bα粒子在B处的速率最大；Cα粒子在A、C处的速度相同；Dα粒子在B处的速率比在C处的速率小。D第23页/共26页第二十三页，共27页。4、当α粒子被重核散射时，如图所示的运动轨迹哪些是不可能存在的？答案：BC效果检测第24页/共26页第二十四页，共27页。祝同学们学习愉快！第25页/共26页第二十五页，共27页。感谢您的观看。第26页/共26页第二十六页，共27页。内容总结知识的回顾。电子质量很小，远小于原子的总质量。有时一条腿走在前面，有时另一条腿走在前面。1899