原子的核式结构模型课件人教2019选择性必修第三册高二物理

高中物理选择性必修第三册

第四章

原子结构和波粒二象性热力学定律

4.3

原子的核式结构模型

科学家在研究稀薄气体放电时发现，当玻璃管内的气体足够稀薄时，阴极就发出一种射线。它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光，这种射线的本质是什么呢？

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第四章

原子结构和波粒二象性阴极射线的本质？电磁波说这种射线本质是一种电磁波的传播过程

赫兹汤姆孙粒子说这种射线本质是一种高速粒子流

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第四章

原子结构和波粒二象性1、汤姆孙研究阴极射线发现了电子，从而敲开了人类认识原子的大门。汤姆孙汤姆孙研究阴极射线电子的发现经历怎样的历程？

一、电子的发现ʋ0阴极射线在电场的偏转带负电荷

一、电子的发现阴极K：发出带电粒子平行的金属板之间夹有电场带有标尺的荧光屏ʋ0阴极射线在磁场的偏转汤姆孙

根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷.组成阴极射线的粒子被称为电子.

一、电子的发现

一、电子的发现为了使射线回到P1点2、测定电子的比荷

需在D1D2之间施加垂直纸面向外的磁场去掉D1D2之间的电场射线在磁场作用下偏转，射在P3点。

换用不同材料的阴极做实验,所得比荷的数值都相同,是氢离子比荷的近两千倍.证明这种粒子是构成各种物质的共有成分。

一、电子的发现

1889年4月30日，J.J.汤姆孙正式宣布发现电子;电子的发现，结束了关于阴极射线本质的争论;从此人类意识到，原子并不是组成物质的最小单位，探索原子结构的序幕由此拉开……

由于J.J.汤姆生的杰出贡献，1906年他获得诺贝尔物理学奖。【特别提醒】(1)注意阴极射线和X射线的区别.阴极射线是电子流，X射线是电磁辐射.(2)由阴极射线在电场、磁场中的偏转可确定射线由带负电的粒子组成.

一、电子的发现

1909—1913年间，由密立根（美国，1868—1953实验物理学家）通过著名的”油滴实验“测出电子电荷的数值，1923年获得诺贝尔物理学奖.

密立根实验发现：电荷具有量子化的特征，即任何带电体的电荷只能是e的整数倍。电子电量：e=1.602176634×10-19C电子质量：me=9.10938356×10-31kg

勒纳德1903年做了一个实验，发现高速电子很容易穿透原子，原子不是一个实心球体.勒纳德，1862—1947，德国物理学家，获得1905年诺贝尔物理学奖.1、汤姆孙的枣糕模型

原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中，有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型”或“枣糕模型”二、原子的核式结构模型2、卢瑟福的α粒子散射实验++α粒子散射实验卢瑟福α粒子散射实验装置由α粒子源、金箔、显微镜等几部分组成：①金箔具有良好的延展性，其厚度约为1nm,α粒子才能穿过。②金的原子序数大，α粒子与金核间的库仑斥力大，偏转明显，实验时从α粒子源到荧光屏这段路程处于真空中。二、原子的核式结构模型二、原子的核式结构模型模拟α粒子散射实验二、原子的核式结构模型+①绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进——离金原子核较远，库仑斥力较小。②少数α粒子发生较大的偏转——离金原子核较近，库仑斥力较大。③极少数α粒子偏转角度超过90°，有的甚至达到180°,它们几乎被“撞了回来”。α粒子散射实验的现象二、原子的核式结构模型3、α粒子散射实验的解释汤姆孙的模型无法解释大角度散射的实验结果。

占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的空间范围。这样才会使α粒子在经过时受到很强的斥力，使其发生大角度的偏转。⑴大角度的偏转不可能是电子造成的⑵α粒子偏转主要是具有原子的大部分质量的带正电部分造成的

因为电子的质量只有α粒子的

，它对α粒子速度的大小和方向的影响就像灰尘对枪弹的影响，完全可以忽略。4、原子的核式结构模型

卢瑟福依据α粒子散射实验的结果，提出了原子核的核式结构：

（1）原子中心有一个体积很小的核，叫原子核。

（2）原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核里。

（3）带负电的电子在核外空间绕核旋转。二、原子的核式结构模型三、原子核的电荷与尺度1.原子核的电荷数：

各种元素的原子核的电荷数，即原子内的电子数，非常接近它们的原子序数，这说明元素周期表中的各种元素是按原子中的电子数来排列的.2.原子核的组成：

原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数就是核中的质子数.X为元素符号，Z为质子数，A

为质量数。核电荷数＝质子数(Z)＝元素的原子序数＝核外电子数质量数（A）＝核子数＝质子数＋中子数原子核的符号:

H的三种同位素：3.原子核的大小：

用核半径描述核的大小.一般的原子核，实验确定的核半径的数量级为10－15，而整个原子半径的数量级是10－10m，两者相差十万倍之多.三、原子核的电荷与尺度原子内部是十分“空旷”的1、英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的实验研究发现A.阴极射线在电场中偏向正极板一侧B.阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相同C.不同材料所产生的阴极射线的比荷不同D.汤姆孙直接测到了阴极射线粒子的电荷量√解析

阴极射线在电场中偏向正极板一侧，因此阴极射线应该带负电荷，A正确；阴极射线在磁场中受力情况跟负电荷受力情况相同，B错误；不同材料所产生的阴极射线的比荷相同，C错误；汤姆孙并没有直接测到阴极射线粒子的电荷量，D错误.课堂练习2、汤姆孙测阴极射线比荷的实验中，采用了如图所示的阴极射线管，从C出来的阴极射线经过A、B间的电场加速后，水平射入长度为L的D、G平行板间，接着在荧光屏F中心出现光斑.若在D、G间加上方向向上、场强为E的匀强电场，阴极射线将向下偏转；如果再利用通电线圈在D、G电场区加上一垂直纸面的磁感应强度为B的匀强磁场(图中未画出)，荧光斑恰好回到荧光屏中心，接着再去掉电场，阴极射线向上偏转，偏转角为θ，试解决下列问题：(1)说明阴极射线的电性；答案负电

课堂练习(2)说明图中磁场沿什么方向；答案垂直纸面向外

(3)根据L、E、B和θ，求出阴极射线的比荷.解析设此射线带电荷量为q，质量为m，当射线在D、G间做匀速直线运动时，

有qE＝Bqv.课堂练习课堂练习

3、如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况.下列说法中正确的是A.在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时

间内观察到屏上的闪光次数一样多B.在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光C.卢瑟福选用不同重金属箔片作为α粒子散射的靶，

观察到的实验结果基本相似D.α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金箔原子后产生的反弹√4、(多选)卢瑟福提出的原子核式结构学说包括下列哪些内容A.原子中心有一个很小的核B.